Түркістан облысы Ордабасы ауданы

«Мирас» зияткерлік мектебі ЖШС

Зерттеу жұмысының тақырыбы:

«3D голограмма проекторын құрастыру»

Секциясы: физика, техника

Зерттеуші оқушы: Шинтаева Арайлым

7 – сынып оқушысы:

Жетекшісі: физика пәнінің мұғалімі: Ерсинов Сейтжан Сапарович

Шұбарсу, 2025 жыл

Мазмұны:

Жоба жұмысының мазмұны .................................................................1

Ғылыми жоба жұмысының жоспары ...................................................2

Аннотация (үш тілде) .............................................................................3

Секция жетекшілерінің пікірі .............................................................4-5

Abstract .....................................................................................................6

І. Кіріспе .................................................................................................7

1. Голограмманың шығу тарихы ......................................................7

ІІ. Негізгі бөлім. .....................................................................................10

1. Голограмманың түрлері. ................................................................10

2. Голографияны қолдану аймақтары ..............................................12

3. 3D голограмманы қалай жасауға болады? ...................................14

ІІІ. Қорытынды. .....................................................................................21

Пайдаланылған әдебиеттер. ...................................................................22

Жоспар

І. Кіріспе

1.1. Голограмманың шығу тарихы

ІІ. Негізгі бөлім.

1. Голограмманың түрлері.

2. Голографияны қолдану аймақтары

3. 3D голограмманы қалай жасауға болады?

ІІІ. Қорытынды. .

1. Пайдаланылған әдебиеттер.

АННОТАЦИЯ

Бұл ғылыми жұмыста голографиялық аспектінің барлық мүмкіндіктері қамтылған. Түрлі кескіндерді алудың сан алуан түрлері мен жолдары анық көрсетілген. Сондай-ақ 3D голограмманы жасаудың қарапайым жолдары көрсетіліп, жұмыс авторы 3D голограммаға анықтама бере отырып, демонстрациялық түрде көрсеткен.

Голограмма – қарапайым заттар көмегімен жасалатынын және көлденең толқындарды бақылаумен немесе экрандағы кескіндерді бір нүктеде үлкейтетін төрт қырлы пластикалық голограмма проекторы жайлы айтылған.

АННОТАЦИЯ

В данной научной работе освещены все возможности голографического аспекта. Наглядно показано многообразие форм и способов получения различных изображений. Также были показаны простые способы создания 3D голограммы, которые автор работы продемонстрировал демонстративно, предоставив определение 3D голограмме.

Говорят, что Голограмма – это четырехгранный пластиковый проектор голограммы, который создается с помощью простых предметов и увеличивает изображения на экране в одной точке с контролем поперечных волн или.

ANNOTATION

This scientific work covers all the possibilities of the holographic aspect. The variety of types and ways of obtaining different images is clearly shown. The simplest ways to create a 3D hologram were also shown, which the author of the work demonstrated demonstratively, giving a definition of a 3D hologram.

A hologram is a four-sided plastic hologram projector that is created using simple objects and can monitor horizontal waves or magnify images on the screen at one point.

«Мирас» зияткерлік мектебі ЖШС

7 «Ә» сынып оқушысы

Шинтаева Арайлымның

«3D голограмма проекторын құрастыру»

атты ғылыми зерттеу жоба жұмысына

Пікір

Бұл ғылыми жоба жұмысында оқушым қарапайым заттардан 3D голограмма проекторын құрастырған. Жоба жұмысында голограмма проекторын құрастыру барысында Арайлым пластинка өлшемдеріне аса мән берген. Голограмма проекторын құрастыру кезінде пластинкаларды аса мұқияттылықпен бір-біріне жалғаған. Проекторды жасау барысы өте қарапайым болып көрінгенімен,

7-сынып оқушысына үлкен жетістік деп ойлаймын.

Оқушы жасаған осы 3D голограмма проекторы ғылымға, физика пәніне әсіресе физиканың оптика бөліміне әкелген негізгі жаңалығы болып табылады деп сенемін.

Зерттеу жұмысы кіріспе бөлім, негізгі бөлім және қорытынды бөлімнен тұрады.

Жетекшісі: С. Ерсинов

Abstract

Зерттеу жұмысымның тақырыбы: «3D голограмма проекторын құрастыру»

Зерттеу жұмысымның мақсаты:

• Голографияны зерттеу;

• 3D голография көмегімен үлкейтілген кескін алу.

Зерттеу жұмысымның кезеңдері:

• Голография туралы ақпарат жинақтау;

• Голографияның түрлері мен шығу тарихын сипаттау;

• 3D голограмма проекторын құрастырып, голограмманы көрсету

Зерттеу жұмысымның өзектілігі:

Голограмма – көлемді бейнелеудің қарапайым әдісі. Голограмма – бұл жазба және көшірмелі линзаны пайдалабай, оптикалық әдіспен жасалатын қарапайым құрылғы. Голограмма – қарапайым заттар көмегімен жасалатын және экрандағы кескіндерді бір нүктеде үлкейтетін төрт қырлы пластикалық голограмма проекторы.

Құбылыс толқын интерференциясына негізделген.

Зерттеу жұмысының жаңалығы: Қарапайым заттарды пайдаланып, 3D голограмма проекторын құрастыру.

• Зерттеу объектісі – қоршаған орта

• Зерттеу нысаны – голограмма құбылысы

Кіріспе:

Галограмманың шығу тарихы.

Голограмма (holos – толық, graphe – жазба) – жазу технологиясы, толқындардың жиілігін өзгертуге және таралуы деген мағынаны білдіреді.

Бұл әдісті 1948 жылы Венгрия физигі Дэннис Габор ұсынған. Сонымен қатар ол голограмма терминін ғылымға алғаш рет енгізіп, оны ойлап тапқаны және дамытқаны үшін 1971 жылы Нобель сыйлығын алған болатын.

Алғашқы голограмманы 1947 жылы Деннис Габор электронды микроскопты пайдалана отырып, тәжірибе барысында анықтаған. «Голограмма» сөзін ойлап тауып, оптикалық заттар мен дененің толық жазбасын ұсынды. Өкінішке орай, ол жасаған голограмманың сапасы өте төмен болды. Сапалы голограмманы жарықтың когеренттілігінсіз алу мүмкін емес екендігін түсінді.

1960 жылы қызғылт – рубинді (толқын ұзындығы 694 нм, импульсті режимде жұмыс жасайды) және көгілдір – неонды (толқын ұзындығы 633 нм, үздіксіз жұмыс жасайды) лазердің пайда болуының арқасында голография қарқынды дами бастады.

1962 жылы голограмманың классикалық схемасын, өткізгіш голограммалардың жазылуын (голограмманы қайта қалпына келтіру кезінде жарықты фотопластинка арқылы жібереді, практика жүзінде жарықтың кейбір бөлігі шағылады, сондай – ақ қарсы бетінен де көрініс пайда болады) Мичиган Техникалық Институтынан шыққан Эммит Лейт пен Юрис Упатниекса ойлап тапқан.

1967 жылы рубинді лазер арқылы голографиялық портрет алынған болатын.

1968 жылы, ұзақ жұмыс жасай келе, совет өкметінің физигі Юрий Николаевич Денисюк жоғары сапалы голограмма алды. Бұл голограмма ақ жарық шағылдырған болатын. Оның голограмманы салудың өзіндік тәсілі болды. Бұл тәсіл Денисюк схемасы деп, одан алынған голограммаларды Денисюк голограммалары деп аталатын болды.

1977 жылы американдық физик Ллойд Кросс мультиплексті голограмма ойлап тапты. Оның басқа голограммалардан айырмашылығы көптеген жеке жазық ракурстардан тұруы және олардың әр түрлі бұрыштардан көрінуі болды. Осындай голограмма дене турлы ешқандай ақпарат сақтамайды, ол тек вертикалды параллаксты қамтиды және мұндағы когерентті лазерлердің ұзындығы шектелмейді. Сонымен қатар, мүлдем ойлап табылған жоқ, мультиплексті голограмма алуға болады. [1]

Фотопластинкаға «дыбыс» толқынымен бір уақытта шашыраңқы объектімен сол жарық көзінен «тірек» толқынын бағыттайды. Интерференция кезінде пайда болатын бұл толқындардың көрінісі объект түрінде ақпаратпен қамтамасыз ететін жарық сезетін бетінде белгіленеді.

Голограмма және оның маңына сәуле түсіру кезінде тірек толқын арқылы объектінің көлемді бейнесін көруге болады.

Голограмманың ерекшелігі түпнұсқаның барлық белгілеріне ие заттың бейнесін көру түрде алуы болып табылады. Заттың қатасымен оның толық емесіне қол жеткізеді. [1]

• 1947 г - Венгрия физигі Деннис Габор ( British Thomson-Houston) – бірінші голограмма алды.

• 1948 г -Габор "голограмма« сөзін ойлап тапты.

"голография" атауын бере отырып , Д. Габор бұл әдіс зерттеу объектісі жайлы толық ақпаратты тіркеуге болатынын атап көрсетті.

• 1971 г – Нобель сыйлығын алды.

• 1960 г - совет физиктері - Н.Г. Басов пен А.М. Прохоров – және американ дық ғалым Ч. Таунс бірінші лазерді жасады

• 1960 г - Т. Маймам рубиндегі импульстық лазерді құрастырды

• 1962 г – Эммет Лейт пен Юрис Упатниекс (США) – бірінші көлемді өткізгіш голограмма жасады

• 1967 г – рубин лазері арқылы адам портреті алынды

• 1968 г - Ю.Н. Денисюк - ақ жарықтағы шағылдырғыш голограмма алды

• 1969 г – Стивен Бентон (Polaroid Research Laboratories) – ақ жарықтағы өткізгіш голограмма – кемпірқосақ голограммасы

• 1977 г – Ллойд Кросс – мультиплексті голограмма

Негізгі бөлім:

Голограмманың түрлері:

Өткізгіш голограмма - бұл, голографиялық пластинаның немесе пленканың сол бетіне түскен нәрселік және тура сәулелердің интерференциясынан пайда болған голограмма. Мұндай голограмманы жасауға лазер қажет.

Шағылдырғыш голограмма - бұл, голографиялық пластинаның немесе пленканың әр бетіне түскен нәрселік және тура сәулелердің интерференциясынан пайда болған голограмма.  

Шағылдырғыш голограмманың негізгі қасиеттері:

• ақ жарық көмегімен кескінді қалыпқа келтіру

• кескін қай түстен алынған болса, сонымен ғана қалыпқа келеді

Мен жасап көрсетпек болған голограмма проекторы осыған негңзделген.

Голографияның фотосуреттен (фотография) айырмашылығы

• Амплитудалық және фазалық ақпаратқа ие (фотосурет – тек фазалық ақпаратқа ие)

• Бір голограммада бірнеше бейне алады

(көпқырлы голограмма)

• Голограмманың әр бөлігі кескінді құрайды және олардың өз қарау бұрышы

• Шынайы үлкен кескінді кескіндейді

• Кескін бірнеше есе ашық әрі анық, өңбейді, объектінің тегіс бетін көшіреді

• Көпжылды

Голограммалар келесі жағдайлардан классификацияланады:

• Көшірме жүріп жатқан ортаның сезімталдығы мен жарықсезгіштігі жарық сезгіш ортаныс

• Нәрсе мен тура сәуленің голограммаларының бірдей болуы

• Голограмманы жазу немесе қайта қалпына келтіру барысында толқынның ұзындығы

• Голограмманы жазу барысында толқынның таралуының табиғаты

• Голограмманың бағытталуы

Мультиплексті голограмма - бір уақытта бірнеше голограмма жазулуы немесе бір кескіннің бөліктері бөлек жазылуы

Түрлі – түсті голограмма – түрлі түсті жазу қабілеті бар голограмма

Түрлі – түсті голограмма негізі өз түсімен қайта қалпына келген кескін арқылы мультиплексті де болып табылады[4]

Голографияны қолдану.

Көркемдік голография:

• Өнер туындылары мен музей экспанаттары голографиясы

• Архитерлық құрылыс макетінің голограммасы

• Портреттер

• Синтезделген сюжет

Қорғаныс голографиясы:

• Таңбалау (Маркировка )

• Өздігінен жабысқыш голографиялық заттаңба

• Біріктірілген заттаңба (полиграфия + голографиялық элемент)

Голограммалар төменде көрсетілген жағдайда таңбалау үшін қолданылады

• Аудио/видео кассеталарды және CD

• Автобөлшектер мен автохимия

• Парфюмдер мен к осметика тауарлары

• Алкогольді және алкогольді емес сусындар

• Фармацевтикалық өнім

• Тамақтану өнімдері: азық – түлік

Қорғаныс голографиясы:

• Қорғау (бірінші рет 1984ж )

• Өздігінен жабысқыш голографиялық заттаңба

• Құжаттарды

• Голографиялық ламинаттарда, кітапқа тігілген мұқабасында

Голограммалар жасандылықтан сақтайды

• Әртүрлі құжаттар:

• ID-карта

• төлқұжат

• Акционерлік марка

• Нотариалды бланктер және т.б. [4, 5]

Кеңістіктегі біршама жақын жиілікті электромагниттік толқындардың тоғысуынан тұрақты электромагниттік толқын пайда болады. Голограмманы жазу кезінде кеңістіктің белгілі бір аумағында екі толқын пайда болады: оның бірі әдетте тұрақ көзінен (тірек толқын), екіншісі жазылып жатқан денеден (объект толқын) шығады. Тұрақты Электромагниттік толқын кеңістігіне фотопластинка орналастырады. Нәтижесінде осы пластинкада күрделі сурет пайда болады,күңгірт жолақтар электромагниттік энергия әсерінен бұл кеңістік аумағында орналасады. Егер осы пластинканы тірек толқынына жақын жиіліктегі жарықпен шағылдырса, онда ол объекті толқынға жақын толқынның пайда болуына әсер етеді. Осындай әдіс арқылы біз объекті көрініс алғандай әсер аламыз.

1962 жылы орыс физигі Юрий Николаевич Денисюк үш өлшемді ортада голографияның перспективті әдісін ұсынды.Бұл схемада лазер сәулесін линза арқылы үлкейтіп,айна арқылы фотопластинкаға бағыттайды. Осыдан өткен жарық шоғы объектке жрық береді. Объекттен шағылған жарық объект толқынының пайда болына алып келеді. Объекті және тірек толқындар пластинкаға әр жағынан түседі. Бұл схемада шағылатын голограмма, толық спектрден жіңішке аумақ кескіндейді.

Бұл схема өзінің қарапайымдылығымен және жеке лазермен жұмыс істеуге негізделген. [3]

3D-голограмманы қалай жасауға болады?

3D голограммаларын жасау іс жүзінде сіздер ойлағаннан да оңайырақ. Тек ұялы телефонмен және бірнеше парақ пластмассамен сіз қарапайым 2D кескіндерді үйіңізде 3D-ге айналдырасыз, дәлірек айтсам, алақанда. Сізге тек үйде дайын болатын бірнеше заттар қажет, және тек 30 минут! [3]

Орындау қадамдары.

Голограмманың жақтауын құру

1. Қажетті материалдардың көпшілігі үйден табылды.. Мысалы, мен қолданған ескі CD қорапшасы. Сондай-ақ, маған лента немесе желім, графикалық қағаз, сызғыш және ұялы телефонымды алдым.

Контур өлшемін графикалық қағазға белгілеу. Бұл үлгі голограмма проекторы ретінде пайдаланылатын боламын. Ол бір уақытта құрастырылған ромбқа ұқсайды, мысалы, бүйірлері көлбеу текшеге ұқсайды.

• Ромб - параллелограмм. Бұл фигураның бір-біріне параллель болатын төрт жағы және перпендикуляр қиылысатын екі диагональ сызығы бар.

• Мен бұл үлгіні проектордың экраны ретінде пайдаланып, 2 өлшемді кескінді голограмма түрінде көрсетемін. Проектордың соңғы пішіні ұшты ұшымен пирамидаға ұқсайды.

Графикалық қағазға қалам мен сызғышты салып, сызғышты графикалық қағаздағы сызықтармен тураладым. Мен жасаған кескіндер жоғарғы жағынан 1 см, бүйірлерінен 3,5 см, төменгі жағынан 6 см етіп сызық сызып алдым. Пішіннің пішінін аяқтау үшін барлық сызықтарды қостым.

Пішіннің соңғы пішіні тең бүйірлі трапецияға ұқсайды. Басқаша айтқанда, ол ұшы ұшты пирамидаға ұқсайды.

Егер сіз контурды үлкенірек еткіңіз келсе, онда сіз бүйірлердің көлемін 2 немесе 3 есе ұлғайта аласыз. Мысалы, егер сіз оны 2 есе ұлғайтқыңыз келсе, ол 2 см х 7 см х 12 см болар еді. Контур өлшемін ұлғайту голограмманың көлемін арттырады. Осыған қарамастан, алынған голограмманың сапасы кішірек жақтауда жақсырақ болады..

Графикалық қағазға жасаған контурыңды сызыққа жақынырақ етіп қиып алыып, (контурды қияр кезде тегіс емес немесе тегіс емес бұрыштар жоқ екеніне көз жеткізіңіз) Контурды қиып алу кезінде кеңсе пышағын және қайшыны пайдаландым.

Проектор экранын құру

Қажетсіз материалдарды алып тастап, CD қорабын дайындадым. Құрал пышағымен компакт-дискінің қаптамаларын кесіп алдым. Маған тек CD дискінің алдыңғы жағындағы пластик қажет, өйткені бұл менің проекторының экранына материал болады. (Сіз қолданатын пластикалық жабын неғұрлым таза және таза болса, голографиялық сурет соғұрлым айқын болады)

Контур пішіндерін CD дискінің пластикалық бетіне қойып, көшіріп алдым. Пластмассаның үстіне төрт рет жасай алатындай етіп контур кескіндерін салып алдым. Проекторды құрастыру үшін маған төрт парақ пластик қажет болады, (егер сіз оларды бір пластмассадан жасасаңыз, әсіресе сіздің үйіңізде бір қолданылған CD қорап болса, әлдеқайда оңай болады).

Проектордың жақтауын пластик CD қаптамасынан қырқып алдым. . Тікелей кесу үшін сызғышты бағыттаушы ретінде қолдандым. Сызғышты пластмассада жасаған сызықпен қатарластырдым, ол қозғалмас үшін сызғышқа мықтап бастым. Содан кейін екінші қолымда ыдыс пышақпен сызықтар бойынша кесіп алдым. Пластикалық парақ кесілгенше пышақты сызық бойымен бірнеше рет жылжыттым. (Егер сіз компакт-дискінің қаптамасын пластмасса парағынан алып тастасаңыз, жақтауды кесіп алу сізге оңай болады, өйткені оны басуға болады.)

Голограмма жасау

Проектордың төрт жақтауын желіммен жапсырып алдым.. Екі контур парағын қатарластырып жапсырдым. Содан кейін, екі жағы түйісетін жерде үстіңгі және астыңғы жағын скотчпен жабысырдым. Таспаның жақтаудың екі жағына оларды біріктіретін етіп жабысып тұрғанына мұқият қарау керек. Содан кейін, контурдың қалған екі бөлігін дәл осылай жабыстырдым. (Проекторға жақтау парақтарын жапсыруға болады. Алайда, бұл әдіс ұзаққа созылуы мүмкін, өйткені оны желім құрғағанша ұстау керек болады.) [1]

Проектордың пішіні. Жиналған проектор корпусын орналастырдым. Проектордың пішінін аяқтау үшін ашық тұрған екі бөлікті жабыстырдым, ал менің голограмма проекторым дайын! Ол енді ұшы ұшты пирамидаға ұқсас болып шықты

.

Жасалған голограмманы қалай қолданамын?

Телефонда қарапайым бейнені немесе қозғалмалы суретті қосыңыз (ютуб каналы) . Жүзіп жүрген балықтың, айнала қозғалатын гүлдің бейнесі сәйкес келеді. Телефон экранында суреттерді немесе бейнелерді қолданыңыз. Қандай нәрсені таңдасаңыз да, сурет голограмма түрінде көрініс табады.

Голограмма проекторын телефон экранының жоғарғы жағына қойыңыз.  Қозғалыстағы кескін әлі қосулы тұрған кезде проекторды телефонның экранынан 1 см жоғары жаққа қойыңыз. 6 см бүйір жағын жоғары қаратып қою керек, осылайша ол ромб пішінін жасайды. Сіздің телефоныңыздағы сурет қозғалмай тұрғанда, 3D голограмма сіз ықшам дискіден жасаған пластикалық проекторда көрінуі керек. [6]

Кеңестер

• Тегіс, тегіс кесу үшін қызметтік пышақты мықтап басыңыз.

• Сызғышты пайдаланып кесу арқылы бағыттаңыз, сонда сіз пышақты сызғыш бойымен сырғыта аласыз.

• Бір немесе екі негізгі нүктесі бар қарапайым қозғалмалы кескінді таңдаңыз. Тым күрделі кескіндер дұрыс көрінбеуі мүмкін.

Ескерту

• Пластмассаны кескенде абай болыңыз, сондықтан оны зақымдамаңыз.

• Егер сіз 12 жасқа толмаған болсаңыз, құрал пышағын қолданған кезде ересек адамның бақылауында болыңыз.

Сізге қажет заттар

• Графикалық қағаз

• CD қаптамасының немесе зергерлік қораптың пластикалық қақпағы

• Таспа немесе супер желім

• Қалам

• Қайшы

• Ұялы телефон

• Пышақ X-акто, пышақ кескішнемесе құрал пышағы. [6]

Қорытынды

Голография көптеген және жан-жақты қолданулар тапты. Біз олардың кейбіреулерін қарастырамыз, алдымен голографиялық тіркеу ерекшелігіне тоқталайық. Жай фотосуретке қарағанда голограммаға көп информация сияды. Мысалы, фотообьективтен әр түрлі қашықтықта орналасқан үш денені бірдей айқын түсіруге болмайды. Егер фотоаппаратты біреуіне фокустасақ, басақаларының кескіндері көмескі болып, шығады. Барлық үш денені айқын кескіндерін алу үшін әр түрлі үш сурет жасау керек. Голографиялық тіркелген кескінді қалпына келтіргенде олардың жалған кескіндері голограммадан әр түрлі қашықтықта орналасады да, әрқайсысы айқын болып шығады.

Голография көмегімен көлемдік түп нұсқалардан оптикалық ешбір айырмашылығы жоқ обьектінің көлемдік кескіні алынатыны жоғарыда айтып өттім. Көлемдік кескіндерді алу голограмманы көп қолданулардың бірі болып табылады. [6]

Пайдаланылғын әдебиттер:

1. "Голограмма принциптері ", В. Слабко, 1997ж. pereplet 

2. Оптика. ЖОО арналған оқу құралы. "Жоғары мектеп", 1977 ж.

3. Кіріспе когерентті сәулелер алу және голограмма. Учеб. пособие для физ. - мат. фак. пед. ин-тов.-Минск: Респу. шк.,1985.-144 с.

Шепелевич в. В.

4. http://traditio-ru.org/wiki/

5. http://www.ref.by/refs/88/38173/1.html

6. Априль Ж., Арсен А., Баласубраманьян Н. Оптическая голография — М.: Мир, 1982. — 736 c.