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下一步是调整激光、小车和底片之间的相对位置。用一张纸片(7.5cm×5cm)模拟底片,如图11.11所示,拧下激光器的铜套使得激光散开,激光器摆放的位置应该使得小车和纸片都能刚好被照亮。
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图11.11 调整位置
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调整妥当以后,挡住激光,为放入真正的底片作准备,如图11.12所示。这个步骤中可以等待几分钟,使二极管温度稳定下来,从而激光频率更加单一,有助于形成稳定的干涉条纹。要注意测试一下放入和拿开激光挡板时不会引起激光器或其他部件可以察觉的移动。
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图11.12 等待激光温度稳定
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激光持续点亮几分钟,并确保室内的安静和黑暗以后(除了微弱的蓝色灯光),将密封的全息底片取出,为了不在底片上留下指纹,应捏住底片的边缘。全息底片实际上是一块薄玻璃粘在一块厚玻璃上,感光物质在两块玻璃之间。将薄玻璃所在的那一面朝向远离激光的方向,然后将底片轻轻靠在支架上(见图11.13)。稍候10s,等微小的振动衰减,然后轻轻移开激光挡板,此时,底片中的化学反应就开始进行了。这个曝光过程大约需要10min(曝光时间宜长不宜短,保险起见,可以曝光15min)。拍摄者可以轻轻离开拍摄的房间,10min之后再回来查看。注意离开时不要引起可以察觉的声音,不要漏进室外光。10min之后,生米煮成熟饭,感光材料不再会发生变化。这时就不用担心其他光线或者振动的问题了。
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图11.13 拍摄过程中
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全息照片至此就已大功告成,此时把小车实物移开,按照图11.9的方式观看全息底片,就能看到一个栩栩如生的三维小车虚像了,如图11.14所示。
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图11.14 从各个角度观看小车的全息照片
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如果激光关掉,打开普通日光灯,全息照片瞬间就变成了一块毫不起眼的玻璃片(见图11.15)。只有上面的七彩条纹(全息底片复杂的条纹对白光的衍射),还在透露着它神秘的身世。
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图11.15 一块“普通”的玻璃片
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由于制作的过程步骤比较多,而且都在暗室中进行,读者可以先按照上面的介绍,用纸片替代全息底片演练一遍,确认熟悉每个步骤后,再使用底片拍摄。最重要的是要理解全息技术的基本原理,这样就知道每一步背后的原因,操作起来就会了然于心了。
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有朋友说,这全息底片可不好弄,还要跟美国公司做跨国的买卖,国内的厂商有没有人生产呢?不幸的是,截至2012年底,全世界也还只有美国这家公司做独一份的生意,名副其实地垄断了这个行业。如果你肯降低要求,倒是有一种“全息技术”不需要任何底片和干板,甚至连激光都不需要,只需要一把圆规(要把圆规的铅笔芯换成一根钢针),一块黑色塑料板和太阳即可。这个“全息技术”之所以要加引号,是因为它并不是真正意义上的全息,但是也能显示三维物体的图像,颇为有趣。图11.16展示了我用这种方法自制的一个立方体的三维图。注意图中亮晶晶的立方体在不同视角下各个面的大小变化,就像是我们在看一个真的三维立方体一样。
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图11.16 手绘“全息图”
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要理解图11.16究竟发生了什么,最简单的办法就是找来一块黑色的塑料片(如图中所用的黑色塑料餐盘,或者CD盒的黑色背面等),然后按照图11.17的步骤绘制一个悬浮在塑料片底下的V字。首先在黑色塑料片上用记号笔写上一个V字,然后用圆规以V字底端那一点为圆心,画一段半径为3cm的圆弧(如图11.17左所示)。注意,由于这里所用的圆规两只脚都是尖头的钢针,所以这段圆弧实际上是钢针在塑料表面划出的一道浅浅的痕迹。然后移动圆心到V字上的另外一点,画一道同样半径的圆弧。如此重复,直到各个圆心覆盖V字各处,形成如图11.17中所示的那样一组圆弧。然后将塑料片拿到太阳底下,让太阳光被这些圆弧反射到眼睛中去,我们就能看到每一根圆弧都形成一个亮晶晶的点,所有的这些点连起来,就形成了一个V字。有意思的是,当我们晃动脑袋,还能感觉到这个V字似乎是在黑色塑料片底下移动,而并不是在塑料片表面。实际上,可以证明每一个亮点都是太阳经过一根圆弧反射所形成的虚像,而且这个虚像恰好位于塑料片表面以下3cm(即每一根圆弧就像是一个焦距等于其半径的透镜)。
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图11.17 手绘全息第一课
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