Ein Mobiltelefon und ein Stück durchsichtiges Plastik – das ist alles, was man braucht, um eine Art häusliches Hologramm zu produzieren: einen Film, der in der Luft „projiziert“ wird
Was brauchen wir?
- Mobiltelefon
- ein durchsichtiges, dünnes Stück Plastik. Ihr könnt Deckel von Frischkäse- oder Salatschüsselchen, Klarsichtverpackungen wie jene von Parfums oder Spielzeug oder eine Transparentfolie verwenden
- kleine Schere
- kurze Filme für das Hologramm – wie jene am Ende des Films in diesem Artikel oder jene im Link
Das Experiment
Den Verlauf des Experiments kannst du in dem kurzen Film sehen:
Erklärung
Beginnen wir mit einer Bemerkung zum Titel des Experiments: das „echte“ Hologramm wurde ursprünglich im Jahr 1947 erfunden – und manche behaupten, das sei die letzte Phase in der Entwicklung der Fotografie gewesen, das heißt der realitätsgetreuen Aufzeichnung durch Lichtstrahlen, die eigentlich eine Form von elektromagnetischen Wellen sind. In der ersten Phase der Fotografie wurden Bilder in „Schwarzweiß“ (eigentlich in Grauschattierungen) aufgenommen, das heißt, die Fotografie zeichnete nur die Stärke (die Amplitude) der Lichtwellen auf. Je stärker das Licht war, desto heller erschien es im Bild.
In der zweiten Phase wurde die Farbfotografie erfunden – das heißt, die Fotografie konnte die verschiedenen Wellenlängen der Lichtstrahlen aufzeichnen, die wir als Farben wahrnehmen.
Das Hologramm zeichnet die „Phase“ (Phasendifferenz) der Lichtwellen auf, einfacher gesagt: es zeichnet auch den Zustand der Welle auf, wenn sie die Kamera erreicht (kommt die Welle an ihrem Scheitelpunkt an? an ihrem Tiefpunkt? an ihrem Mittelwert?). Infolgedessen enthält ein Bild, das mit der Hologramm-Methode aufgenommen wurde, die gesamte Information über die Lichtwellen und wirkt so, als wäre es im dreidimensionalen Raum wirklich „da“ – samt der Tiefe (es ist die Phase der Lichtwellen, welche die Information über die Dimension der Tiefe enthält, und anhand dieser Information können alle Winkel, unter denen das Licht eingefallen ist, rekonstruiert werden).
Dem Erfinder des Holograms, dem Physiker Dennis Gábor, wurde für seine einzigartige und komplexe Erfindung der Nobelpreis verliehen. Was wir in unserem Experiment produzieren ist natürlich kein „echtes“ Hologramm, sondern nur etwas, was so aussieht, als existierte es im dreidimensionalen Raum, wie ein echtes Hologramm.
Zur Erzeugung des häuslichen Hologramms benutzen wir eine viel einfachere physikalische Eigenschaft, über die viele Materialien verfügen: Reflexionsfähigkeit. Wenn Licht auf Materie trifft, kann es sie, unter anderem, durchdringen (wie Glas, Luft oder Wasser), es kann von ihr teilweise oder zur Gänze absorbiert werden (lichtundurchlässiges Material), und es kann auch zurückgeworfen werden (eine Erscheinung, die man Reflexion nennt – am auffälligsten in einem Spiegel). Es können auch Kombinationen dieser Erscheinungen auftreten.
Glas ist ein Beispiel für ein Material, das sowohl lichtdurchlässig als auch reflektierend ist. Die dominante Eigenschaft des Glases ist zwar seine Durchsichtigkeit, also seine Durchlässigkeit für Licht, aber es reflektiert auch das Licht, das heißt, es wirft das Licht zurück wie ein Spiegel. Die Reflexionsfähigkeit des Glases sieht man am besten, wenn auf dessen einer Seite eine beleuchtete Zone liegt und auf der anderen Seite (dahinter) ein dunkler Hintergrund, der Licht absorbiert, sodass das reflektierte Licht wahrgenommen werden kann – denn es wird nicht durch das Licht „verdünnt“, das von der anderen Seite des Spiegels kommt. Daher können wir im Fenster gut unser Spiegelbild sehen, wenn wir in einem erleuchteten Raum sitzen, während draußen finstere Nacht herrscht.
Und genau das ist es, was wir in diesem Experiment gemacht haben, bloß haben wir statt Glas ein durchsichtiges und gerades Stück Plastik benutzt. Die Objekte werden auf das Plastikstück projiziert, das selbst unsichtbar bleibt, wenn der Raum relativ dunkel ist, sodass man nur die Reflexion der Objekte sieht – was so aussieht, als schwebten sie in der Luft.
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Wenn ihr im Fernsehen Nachrichtensprecher oder Moderatoren gesehen habt, dann ist euch sicher aufgefallen, dass sie direkt in die Kamera blicken – und die Nachrichten (oder jeden anderen Text) fließend vortragen. Sie haben den ganzen Text der Nachrichten oder den ganzen Programmablauf, die Fragen und die Witze, die sie zwischendurch erzählen, keineswegs auswendig gelernt, sondern verwenden einfach ein Gerät, das man Teleprompter (oder kurz „Prompter“) nennt, welches nach dem Prinzip des Hologramms funktioniert, wie wir es in diesem Experiment präsentiert haben.
Unter der Kamera befindet sich ein Bildschirm, der zur Decke gerichtet ist und auf dem (in Spiegelschrift) der Text erscheint, den der Sprecher verlesen muss. Über dem Bildschirm und gegenüber der Kamera befindet sich in abgewinkelter Lage eine gläserne Tafel, die den Text zum Sprecher reflektiert. Der Sprecher blickt direkt in die Kamera und verliest den Text, und für die Seher zuhause wirkt das so, als würde er sie direkt anschauen.
Kamera mit Teleprompter im Studio des Davidson-Instituts | Foto: Avi Sayag
Die Kamera erfasst den Text nicht, während der Sprecher ihn genau aus dem Grund, den wir oben angeführt haben, sehen kann: das Studio ist beleuchtet und die Kamera ist im Dunkeln, sodass in der Blickrichtung des Sprechers die schwache Reflexion vor dem dunklen Hintergrund sichtbar ist, doch für die laufende Kamera bleibt das schwache reflektierte Licht vor dem Hintergrund des hell erleuchteten Studios unsichtbar.