โฮโลแกรม และแสง เพื่อทำความเข้าใจว่าขอบของการรบกวนเกิดขึ้นบนฟิล์มได้อย่างไร คุณจำเป็นต้องรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับแสง แสงเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเกิดจากคลื่นไฟฟ้า และคลื่นแม่เหล็กความถี่สูง คลื่นเหล่านี้ค่อนข้างซับซ้อน แต่คุณสามารถจินตนาการได้ว่าคล้ายกับคลื่นในน้ำ พวกมันมียอดและราง และพวกมันเดินทางเป็นเส้นตรงจนกว่าจะเจอสิ่งกีดขวาง
สิ่งกีดขวางสามารถดูดซับ หรือสะท้อนแสงได้ และวัตถุส่วนใหญ่ก็มีทั้ง 2 อย่าง แสงสะท้อนจากพื้นผิวที่เรียบสนิทจะเป็นแบบแวววาว หรือคล้ายกระจก ในขณะที่แสงสะท้อนจากพื้นผิวที่ขรุขระจะกระจายตัว หรือกระจัดกระจาย ความยาวคลื่นของแสง คือระยะทางจากยอดคลื่นหนึ่งไปยังอีกยอดหนึ่ง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความถี่ของคลื่น หรือจำนวนคลื่นที่ผ่านจุดหนึ่งในช่วงเวลาที่กำหนด
ความถี่ของแสงกำหนดสีของแสง และวัดเป็นรอบต่อเฮิรตซ์ สีที่ปลายสีแดงของสเปกตรัม จะมีความถี่ต่ำกว่า ในขณะที่สีที่ปลายสีม่วงของสเปกตรัมจะมีความถี่สูงกว่า แอมพลิจูดของแสง หรือความสูงของคลื่นจะสอดคล้องกับความเข้มของแสง แสงสีขาว เช่น แสงแดด ประกอบด้วยความถี่ต่างๆ ของแสงที่เดินทางในทุกทิศทาง รวมถึงแสงที่อยู่นอกเหนือสเปกตรัมที่มองเห็นได้
แม้ว่าแสงนี้จะช่วยให้คุณเห็นทุกสิ่งรอบตัวคุณ แต่ก็ค่อนข้างวุ่นวาย ประกอบด้วยความยาวคลื่นต่างๆ มากมาย ซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ กันมากมาย แม้แต่คลื่นที่มีความยาวคลื่นเท่ากันก็สามารถอยู่ในเฟสที่แตกต่างกัน หรืออยู่ในแนวเดียวกันระหว่างพีคและแทรฟ ในทางกลับกัน แสงเลเซอร์นั้นเป็นระเบียบ เลเซอร์ผลิตแสงสีเดียว มีความยาวคลื่นเดียวและสีเดียว แสงที่ออกมาจากเลเซอร์ก็สอดคล้องกัน
ร่องคลื่นทั้งหมดเรียงตัวกันหรืออยู่ในเฟส คลื่นจะเรียงตัวกันเป็นเชิงพื้นที่หรือข้ามคลื่นของลำแสง ตลอดจนแนวชั่วคราวหรือตามแนวยาวของลำแสง คุณสามารถดูวิธีการทำงานของเลเซอร์ เพื่อดูว่าเลเซอร์ทำงานอย่างไร คุณสามารถสร้างและดูภาพถ่าย โดยใช้แสงสีขาวที่ไม่เป็นระเบียบ แต่ในการสร้างโฮโลแกรม คุณต้องใช้แสงเลเซอร์ที่มีการจัดระเบียบ เนื่องจากภาพถ่ายจะบันทึกเฉพาะแอมพลิจูดของแสงที่ตกกระทบฟิล์ม
ในขณะที่โฮโลแกรมจะบันทึกความแตกต่างทั้งแอมพลิจูด และเฟส เพื่อให้ฟิล์มสามารถบันทึกความแตกต่างเหล่านี้ได้ แสงจะต้องเริ่มต้นด้วยความยาวคลื่นเดียว และหนึ่งเฟสทั่วทั้งลำแสง คลื่นทั้งหมดจะต้องเหมือนกันเมื่อออกจากเลเซอร์ ต่อไปนี้ คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณเปิดเลเซอร์ เพื่อแสดงแผ่นโฮโลแกรม คือลำแสงจะออกจากเลเซอร์ และผ่านตัวแยกลำแสง คอลัมน์ทั้งสองสะท้อนออกจากกระจกเงาตามลำดับ และผ่านเลนส์แยกตามลำดับ และวัตถุจะสะท้อนออกจากวัตถุ และรวมกับลำแสงอ้างอิงที่ฟิล์มโฮโลแกรม
มี 2 สิ่งที่ควรทราบเกี่ยวกับลำแสงของวัตถุ ประการแรกคือวัตถุไม่ได้สะท้อนแสงได้ 100 เปอร์เซ็นต์ แต่จะดูดซับแสงเลเซอร์บางส่วนที่มาถึง ทำให้ความเข้มของคลื่นวัตถุเปลี่ยนไป ส่วนที่มืดกว่าของวัตถุจะดูดซับแสงได้มากกว่า และส่วนที่สว่างกว่าจะดูดซับแสงได้น้อยกว่า ยิ่งไปกว่านั้น พื้นผิวของวัตถุยังหยาบในระดับจุลภาค แม้ว่ามันจะดูเรียบในสายตามนุษย์ก็ตาม ดังนั้น จึงทำให้เกิดแสงสะท้อนกระจาย มันกระจายแสงไปทุกทิศทุกทางตามกฎการสะท้อน
กล่าวอีกนัยหนึ่ง มุมตกกระทบหรือมุมที่แสงตกกระทบพื้นผิว จะเหมือนกับมุมสะท้อนหรือแสงที่ออกจากพื้นผิว การสะท้อนแบบกระจายนี้ ทำให้แสงที่สะท้อนจากทุกส่วนของวัตถุ เข้าถึงทุกส่วนของแผ่น โฮโลแกรม นี่คือสาเหตุที่โฮโลแกรมซ้ำซ้อน แต่ละส่วนของแผ่นเก็บข้อมูลเกี่ยวกับแต่ละส่วนของวัตถุ
อิมัลชันที่ไวต่อแสงที่ใช้ในการสร้างโฮโลแกรม จะบันทึกการรบกวนระหว่างคลื่นแสงในลำแสงอ้างอิง และวัตถุ เมื่อยอดคลื่นสองยอดมาบรรจบกัน นี่คือการแทรกแซงที่สร้างสรรค์ เมื่อจุดสูงสุดพบกับราง พวกเขาหักล้างกัน นี่คือการรบกวนแบบทำลายล้าง คุณสามารถคิดว่าจุดสูงสุดของคลื่นเป็นจำนวนบวก และส่วนต่ำสุดเป็นจำนวนลบ ในทุกๆ จุดที่ลำแสงทั้ง 2 ตัดกัน ตัวเลขทั้ง 2 นี้จะรวมกัน ซึ่งจะทำให้คลื่นส่วนนั้นแบนราบ หรือขยายใหญ่ขึ้น
สิ่งนี้เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้น เมื่อคุณส่งข้อมูลโดยใช้คลื่นวิทยุ ในการส่งสัญญาณวิทยุแบบแอมพลิจูดมอดูเลต AM คุณต้องรวมคลื่นไซน์เข้ากับคลื่นที่มีแอมพลิจูดต่างกัน ในการส่งสัญญาณวิทยุแบบปรับความถี่ FM คุณต้องรวมคลื่นไซน์เข้ากับคลื่นที่มีความถี่ต่างกัน คลื่นไซน์เป็นคลื่นพาหะที่ซ้อนทับกับคลื่นลูกที่สองที่นำข้อมูล
ในโฮโลแกรม หน้าคลื่นแสงที่ตัดกันทั้ง 2 ด้าน จะสร้างรูปแบบของไฮเปอร์โบลอยด์ ซึ่งเป็นรูปทรงสามมิติ ที่ดูเหมือนไฮเปอร์โบลาหมุนรอบจุดโฟกัสหนึ่งจุด หรือมากกว่านั้น คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปทรงไฮเพอร์โบลอยด์ได้ที่แมทเวิลด์ แผ่นโฮโลกราฟิกวางตำแหน่งที่ด้านหน้าของคลื่นทั้ง 2 ชนกัน จับภาพตัดขวางหรือชิ้นส่วนบางๆ ของรูปทรงสามมิติเหล่านี้
ลองจินตนาการว่ามองผ่านด้านข้างของตู้ปลาใสๆ ที่มีน้ำอยู่เต็ม หากคุณหย่อนหิน 2 ก้อนลงในน้ำที่ฝั่งตรงข้ามของตู้ปลา คลื่นจะกระจายเข้าสู่ศูนย์กลางเป็นวงแหวน เมื่อคลื่นปะทะกัน พวกมันก็จะรบกวนซึ่งกันและกัน ทั้งในเชิงสร้างสรรค์และเชิงทำลาย หากคุณถ่ายภาพพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำนี้ และปกปิดทั้งหมดยกเว้นชิ้นบางๆ ตรงกลาง สิ่งที่คุณเห็นคือภาพตัดขวางของการรบกวนระหว่างคลื่น 2 ชุดในตำแหน่งเฉพาะจุดหนึ่ง
แสงที่ส่องมาถึงอิมัลชันโฮโลแกรม ก็เหมือนกับคลื่นในตู้ปลา มันมียอดและร่องคลื่น และคลื่นบางลูกก็สูงในขณะที่คลื่นอื่นๆ ก็เตี้ยกว่า ซิลเวอร์ฮาไลด์ในอิมัลชันตอบสนองต่อคลื่นแสงเหล่านี้ เช่นเดียวกับที่ตอบสนองต่อคลื่นแสงในภาพถ่ายธรรมดา เมื่อคุณพัฒนาอิมัลชัน ส่วนของอิมัลชัน ที่ได้รับแสงที่เข้มกว่าจะเข้มขึ้น ในขณะที่อิมัลชันที่ได้รับแสงที่เข้มน้อยกว่า จะสว่างขึ้นเล็กน้อย บริเวณที่มืดและสว่างกว่าเหล่านี้ จะกลายเป็นขอบของสัญญาณรบกวน
นานาสาระ : ซีเอสไอ ขั้นตอนการจำฉากและความเข้าใจการสืบสวนในสถานที่เกิดเหตุ