(Pseudo) – Holografia

16 de junho, 2025 às 13:49 | Postado em Óptica, Óptica geométrica

Gostaria de saber se realmente é um holograma o que se vê em diversos vídeos no Youtube? Por exemplo neste vídeo: Holograma 3D no celular.

Um experimento bastante interessante é a criação de imagens em 3-D (3-dimensões) utilizando pedaços de plástico transparente e um celular como na figura 1.

É muito comum encontrarmos estas imagens sendo descritas como exemplo de hologramas. Mas será que é realmente um holograma?

Consideremos inicialmente o que é um registro usual de uma imagem do tipo de uma fotografia. Um objeto é iluminado e a luz que nele incide é refletida, sendo registrada em um sensor (após passar por um conjunto adequado de lentes) que pode ser um filme ou um sensor eletrônico. Neste sensor são registradas as amplitudes da onda refletida pelo objeto e com um sistema adequado pode-se capturar também as frequências da onda que atinge o sensor.  O resultado é uma imagem bidimensional de um objeto tridimensional.

Produz-se um holograma [1] quando de um objeto iluminado com uma luz coerente monocromática (a luz de um laser é uma luz coerente, a iluminação comum de lâmpadas ou a luz do Sol em nosso ambiente usual, são exemplos de luz que NÃO são coerentes) se registra em um sensor tanto a luz refletida como a luz incidente original, da maneira análoga a de uma foto comum. Como se registra a luz refletida e a luz incidente, ambas coerentes, o sensor captura a amplitude e a fase da onda, criando um padrão de interferência.  Isto significa que se observada esta imagem com uma luz comum, não aparece algo semelhante ao objeto original. Na figura 2 ilustramos os processos de registro de uma foto comum (na parte superior da figura 2) e o processo de registro de uma imagem holográfica.

Na figura 3, apresentamos em 3a (a figura na esquerda) uma imagem como registrada em uma foto comum e na figura 3b (a figura no centro) a imagem registrada como holografia do mesmo objeto. A figura 3c é uma ampliação da figura 3b. Nota-se que a imagem registrada pela técnica de holografia não tem semelhança com o objeto iluminado.

A ampliação na figura 3c mostra a presença de padrões de interferência, sendo justamente estes padrões de interferência que possuem as informações necessárias para que se possa reconstruir uma imagem em 3-dimensões, a famosa imagem holográfica.  É possível reconstruir uma imagem holográfica colorida, com a superposição de três imagens holográficas, cada um produzida com as cores primárias (vermelho, verde e azul). Dependendo da maneira que foi produzida, uma imagem holográfica pode ser observada com luz branca (um exemplo são os selos de segurança).

No caso das imagens como a da figura 1, a fonte de luz não é coerente, portanto não satisfaz o critério para a produção de uma imagem holográfica.  A aparência de uma imagem 3-dimensional conseguida por um efeito de projeção de uma imagem em 2-dimensões em uma superfície colocada em um ângulo adequado. Assim, não é correto afirmar que estamos produzindo um holograma no caso da figura 1, mesmo que a imagem passe a impressão de 3-dimensões. A imagem corretamente seria assim um pseudo-holograma [2].

Estes efeitos de projeção para criar a ilusão de imagens em 3-dimensões não são desenvolvimentos recentes; um exemplo antigo e interessante é o chamado Fantasma de Pepper [3, 4] que foi apresentado pela primeira vez em 1858 na Inglaterra. O Fantasma de Pepper era uma demonstração da formação de uma imagem através de uma técnica de projeção ótica com a utilização de uma iluminação adequada, espelho e uma tela de projeção (ver ilustração na figura 4).

Um dos objetivos de J.H. Pepper era levar a ciência para um público mais amplo, em especial para um público fascinado por espiritismo, alquimia e outras pseudo-ciências, tentando proporcionar a essas pessoas um senso de racionalismo.  Infelizmente, estas tentativas não foram suficientes para fornecer um mínimo de racionalismo científico na maioria da população.

Referências

[1] K. Thorne, R. Blandford, Optics, Princeton Univeristy Press, 2021.

[2]M. Schivani, G. F. de Souza, E. Pereira  Pirâmide “holográfica”: erros conceituais e potencial didático, Rev. Bras. Ensino Fís. 40 (2) • 2018 • https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0186

[3] J.A. Scord. Quick and Magcal Shaper of Science. Science 6 Sep 2002 Vol 297, Issue 5587, pp. 1648-1649.  https://doi.org/10.1126/science.297.5587.1648

[4] A. Medeiros. A história e a física do Fantasma de Pepper.  Cad. Bras. Ens. Fís., v. 23, n. 3: p. 329-344,dez. 2006. https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/5811