데모실험
-. 초전도 현상의 하나인 마이스너(Meisner)효과를 실제실험(담당선생님 지도)으로 확인한다.
-. 홀로그램(Hologram)의 원리를 알고 만들어진 홀로그램 필름에 의한 홀로그램을 확인한다.
홀로그램(Hologram) 초전도체(Superconductor)
1. Hologram이란?
두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭효과를 이용, 사진용 필름과 유사한 표면에 3차원
이미지를 기록한 것입니다.
홀로그램은 제작에 사용되는 여러 가지 기술에 따라 시각적으로 다양한 입체적 효과를 갖게 됩니다.
이
이미지를 재생하는 기술을 홀로그래피(Holography)라하고, 이 기술에 의해 만들어진 상품을
홀로그램(Hologram)이라고
합니다.
홀로그램은 1948년 영국의 물리학자 데니스 가보(Dennis Gabor)가 그 원리를 발견하여
노벨상의
영예를 안았고, 1960년대 레이저의 개발로 본격적인 홀로그램의 응용기술이 발전되었습니다.
홀로그램 필름의 제작
홀로그램은?
빛의 간섭효과를 이용해서 모델로부터
굴절된 빛을 새롭게 창조하는 것입니다.
모델은 다음의 그림과 같은 장치를 통해서 마스터 홀로그램으로 만들어집니다.
셔터를 통과한 레이저빔은
광선 분리기(Beam Splitter)에 의해 2개의 광선으로 분리됩니다.
분리된 광선 중에서 물체로 투영되는 광선을 오브젝트
빔(object beam)이라 하고,
분리된 다른 한 광선을 레퍼런스 빔(reference beam)이라고 합니다.
레퍼런스 빔은 거울에 반사되어 렌즈를 통과한 후 홀로그램 필름판에 비쳐집니다.
오브젝트 빔은 거울에 의해 굴절되어 렌즈를 통과한 후 물체에 직접 투사되는데, 물체는
그 빛의 일부를
홀로그램 필름판에 반사 시킵니다.
모델로부터 반사된 빛과 레퍼런스 빔 으로 부터 나온 빛은 상호작용을 통해 간섭패턴 이라고
불리는 명암을 가진 복잡한 패턴을 형성하게 됩니다.
간섭패턴은 빛에 민감한 소재에 의해서 마스터 플레이트에 기록됩니다.
이렇게 해서 만들어진
마스터 홀로그램을 통해 프로덕션 마스터가 만들어지며,
이 프로덕션 마스터는 최종 홀로그램의 대량생산에 사용
됩니다.
홀로그램 이미지는 그것을 만드는 데 사용된 레이저 광선이 사용된 것과 똑같은 각도에서
비쳐졌을 때 볼 수 있게 됩니다.
2. Hologram의 응용
홀로그래피는 신용카드나 인증서, 고액화폐 등에는 홀로그램을 붙여서 복사나 위조가 어렵도록 하고 있다. 신용카드에 붙어 있는 홀로그램은 반사형으로 자연광을 사용한다. 자연광의 홀로그램은 물론 단색광을 이용하는 경우 더욱 선명한 상을 볼 수 있다.
자연광(백색광)에서 투과형 홀로그래피는 투과해서 나타나는 상보다 다른 파장으로 인한 회절이 강하게 보이기 때문에 보기에 어려움이 있다. 그러나 반사형이라면 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 이는 반사되는 빛은 선택적으로 파장을 결정할 수 있기 때문이다.
홀로그램은 그 특성상 비록 일부분이라도 물체에서 발생된 파면의 모든 정보를 가지고 있다고 생각할 수 있다. 즉 물체를 기록한 홀로그램의 작은 조각만 가지고 있다해도 그 속을 들여다 보면 물체의 전모를 볼 수 있는 것이다. 물론 홀로그램이 작아지면 시선을 이동할 여지는 덜 해져서 마치 좁은 창 틈이나 구멍으로 밖을 살펴보는 것처럼 여러 측면에서의 영상을 볼 수는 없다 하더라도 적어도 물체의 이차원적인 정보는 완벽하게 가지고 있는 것이다. 다시 말하면 홀로그램의 한 점이라도 그 점에서 볼 수 있는 물체의 표면 정보를 완전하게 기록하고 있다고 할 수 있다.
물체가 3차원적으로 복잡하게 배열된 경우에는 홀로그램이 넓을수록 더 완전한 3차원의 정보를 가지고 있다고 할 수 있지만 물체가 문서나 도면처럼 평면적인 것이라면 홀로그램의 어느 지점에 기록된 정보도 동일하다고 할 수 있다. 이렇게 기록된 홀로그램의 일부분에 먼지가 묻거나 훼손되어 있다해도 상을 재생하는데는 거의 영향이 없다. 이러한 성질은 정보를 보관해야하는 기억소자, 즉 메모리로서는 바람직한 성질이 된다.
3. 실험
이번 실험에서는 미리 만들어진 홀로그램 필름으로 홀로그램 상을 확인한다.
장치의 설정을 바꾸지 말것.