全息照相感想和看法
全息摄影实验实验报告
全息摄影实验实验报告
全息摄影实验实验报告
摘要:
本实验旨在通过全息摄影技术,将三维物体的信息以全息图的形式记录下来,并通过光的衍射原理进行重建。实验结果表明,全息摄影技术具有较高的重建准确性和图像质量。
引言:
全息摄影是一种记录并再现物体三维信息的技术。与传统摄影不同,全息摄影利用光的干涉和衍射原理,记录下物体的全部信息,包括物体的形状、大小、颜色等。全息摄影技术在科学研究、艺术创作等领域具有广泛的应用前景。本实验将通过搭建全息摄影实验装置,探究全息摄影技术的原理和应用。
实验材料与方法:
材料:激光器、全息板、物体样品、光源、照相机等。
方法:
1. 搭建实验装置:将激光器、全息板、物体样品、光源和照相机依次放置在光学台上。
2. 调整光路:通过调整激光器的位置和方向,使激光光束垂直射向全息板。
3. 拍摄全息图:将物体样品放置在激光器和全息板之间,保证物体样品与全息板之间的距离适当。
4. 开启光源:将光源打开,照亮物体样品,使激光光束照射到物体上。
5. 拍摄全息图:通过照相机拍摄全息图,并保证照相机的位置稳定。
6. 显示全息图:将全息板放置在光源下,使光线通过全息板,观察全息图的重
建效果。
实验结果与分析:
经过实验操作,我们成功地拍摄到了全息图,并进行了重建。在重建过程中,
我们观察到了全息图的特点和效果。全息图具有真实的三维效果,能够清晰地
显示出物体的形状和细节。与传统的二维图像相比,全息图更加真实、立体,
给人一种身临其境的感觉。
全息摄影技术的原理是利用光的干涉和衍射现象。当激光光束照射到物体上时,光线会被物体反射、散射和折射。其中一部分光线经过全息板时,会发生干涉
全息照相实验报告(完全版).docx
实验5.5 全息照相
实验分析:
在这次光学实验中,拍出来的全息照片图像模糊,而且曝光范围小,基本算失败,对此我觉得我们必然在某处有错误,或者是由于实验仪器造成,因此我展开分析,实验失败原因可能有:
1.在曝光过程中有振动或位移,由于全息图上所记录的是参考光
和物光的干涉条纹, 而这些条纹非常细, 在曝光过程中, 极
小的振动和位移都会引起干涉条纹的模糊不清, 甚至使干涉
条纹完全不能记录下来。
2.没有更好的调整好参考光和物光的光程差。参考光和物光的光
程差不能太大也不能太小, 不能大于所用激光的相干长度, 否则两者不能相干, 无法在全息干板上获得干涉条纹。
3.没有更好的调整好参考光和物光的夹角。假设全息干板上干涉
条纹的间距为d, 光源波长为λ。根据干涉原理, d 与参考光
和物光之间的夹角θ关系为, 而干板分辨率
η 与d 的关系为。可以看出, θ愈大, 所记录的干涉条纹就越细, 对干板的分辨率要求越高,故夹角
θ不能太大。而夹角θ对全息图再现像时的观察窗(视角) 有
影响, 夹角大, 可在较大范围内从不同角度观察物象, 反之, 观察窗则小, 因此夹角θ也不能太小。
4.光路中使用过多反光镜导致光强过小,从而影响干涉效果。
5.曝光时间没有控制得很好,曝光时间太长, 导致干板太黑, 光
线的透过率降低。
C C
6.在用清水清洗干版时水温没有严格控制在30-32,影响
实验结果。
7.在显影定影时,冲洗时间不够,导致成像范围过小,成像不清
晰。
实验结论:
实验中获得清晰的再现像的关键是要选用具有良好的相干性和稳定性的激光作为光源。光路的调整更是至关重要的。一个好的光路,既要使物光和参考光能够发生干涉,还要保证干涉条纹间隔清晰,反差合适。所以要首先调整好物光和参考光的光程,以保证干涉能够发生,然后再调整物光与参考光束之间的夹角及物光和参考光的光强比,
全息照相实验报告
全息照相实验报告
全息照相实验报告
实验⽬的
1.了解全息照相的基本原理;
2.学习全息照相的实验技术,拍摄合格的全息图
实验原理
⼀.透射式全息照相
1.全息记录
将物光和参考光的⼲涉条纹⽤感光底⽚记录下来,即记录了底⽚所在位置物光波
前的振幅和相位
光可看作由物体上各点所发出的球⾯波的叠加。P(x0,y0,z0)发出的球⾯波为
设感光底⽚所在平⾯为z=0,则此平⾯上物光波前为
若参考光为⼀束平⾯波,其传播⽅向在y-z 平⾯上,且与底⽚法线成α⾓,z=0 处参考光波前可表⽰为
底⽚上总复振幅分布为
底⽚上的光强分布则为
以上式得
或
适当控制曝光量及显影条件,可以使全息图的振幅透过律t与曝光量E(正⽐于光强I)成线性关系,即
式中t0和β为常数。
全息照相和普通照相的区别:
(1)普通照相中,物通过透镜成像在底⽚上,物、像之间有点点对应关系。全息照相中不⽤成像透镜,物、像之间不存在点点对应关系。物上每⼀点发出的球⾯波照在整个底⽚上。反之,底⽚上每⼀点⼜记录了所有物点发出的光波。
(2)普通照相中,底⽚记录的是光强分布,⽽全息底⽚记录的则是物光和参考光的⼲涉条纹
光强有极⼤值
光强有极⼩值
⼲涉条纹的反衬度γ定义为
对于⼀定的参考光(Ar为已知),γ取决于A0。⼲涉条纹的反衬度γ反映了物光振幅A0,⽽⼲涉条纹的间距则决定于φ0?φr随位置变化的快慢。也就是说,对⼀定的φr来说,⼲涉条纹的间距和取向反映了物光波前的相位分布φ0(x,y)因此底⽚记录了⼲涉条纹,也就是记录了物光波前的全部信息-振幅A0和相位φ0
整个物是由⽆数个点光源所组成,因⽽整个全息图就是⽆穷多个球⾯波与参考波⼲涉所组成的复杂⼲涉条纹。
全息照相的实验报告
全息照相的实验报告
全息照相的实验报告
引言:
在现代科技的快速发展中,全息照相作为一种新兴的图像记录技术,引起了广泛的关注和研究。本实验旨在通过实际操作,了解全息照相的原理、方法和应用,并探讨其在科学研究和工程领域中的潜在应用价值。
一、实验目的
本次实验的主要目的有以下几点:
1. 了解全息照相的基本原理和技术;
2. 掌握全息照相的实验操作方法;
3. 分析全息照相的优点和局限性;
4. 探讨全息照相在现实生活和科学研究中的应用前景。
二、实验装置和步骤
1. 实验装置:
本次实验所使用的全息照相装置包括激光器、分束镜、物镜、参考光源、全息板等。
2. 实验步骤:
(1)调整激光器和参考光源的位置,使其尽可能稳定;
(2)将待拍摄的物体放置在全息板前方适当位置,并固定;
(3)调整物镜位置,使物体的全息图像清晰可见;
(4)打开激光器,使其发出一束单色、相干的激光;
(5)用分束镜将激光分为两束,一束为参考光,另一束为物光,分别照射到全
息板上;
(6)关闭激光器,取下全息板;
(7)将全息板放置在光学显影液中显影;
(8)用显影液洗净全息板,使其干燥。
三、实验结果与讨论
通过实验操作,我们获得了一张全息照片,并对其进行了分析和讨论。
1. 全息照片的特点:
全息照片具有以下几个显著特点:
(1)全息照片能够记录物体的全息信息,包括形状、光学特性等;
(2)全息照片具有立体感,观看时可以从不同角度获得不同的视角;
(3)全息照片具有高分辨率和高信息密度,能够保留更多的细节;
(4)全息照片可以长时间保存,不易损坏。
2. 全息照相的应用:
全息照相大学物理实验总结6篇
全息照相大学物理实验总结6篇
第1篇示例:
全息照相是一种利用光的干涉原理来记录和重现三维物体形态的
技术。在物理实验中,全息照相常常被用来展示光的波动性质、干涉
现象以及光的衍射特性。通过对全息照相的实验,我们可以更好地理
解光的性质和物理规律。
在进行全息照相实验时,我们首先需要准备一块全息记录板和一
个激光光源。将三维物体放置在激光的光路上,并将全息记录板放置
在物体后方适当的位置上。然后打开激光光源,让光线照射到物体上,经过反射或透射后,光线通过全息记录板并记录下物体的三维信息。
实验中最重要的部分是照相过程,通过调整全息记录板和光源的
位置,确保光线正确定位并记录下物体的干涉模式。照相完成后,我
们可以用激光光源再次照射全息记录板,这时会出现全息照相的重现
效果,即我们可以看到物体的三维形态在全息图上精确还原。
通过全息照相实验,我们可以观察到光的波动性质。根据干涉原理,当激光光线照射到物体表面时,光线会发生干涉现象,形成明暗
交替的干涉条纹。这些干涉条纹记录下了物体的表面形态信息,进而
被全息记录板保存下来。在重现过程中,光线再次照射到全息记录板上,干涉条纹会产生叠加效应,使得物体的立体形态得以重现。
全息照相还可以展示光的衍射特性。当光线通过物体的边缘或孔
隙时,会发生衍射现象,产生波纹状的光斑。这些衍射图样也会被全
息记录板记录下来,使得在全息图中可以清晰地看到物体的细微结构
和表面特征。
全息照相是一种非常精密和高级的光学技术,通过实验可以更好
地理解光的波动性质、干涉现象和衍射特性。通过对全息照相的学习
全息照相实验报告
实验5.5 全息照相
一、实验分析:
全息照相物光波和参考光波相干涉产生的结果,从干板的任何一个位置看去,都可以看到完整的物体的像。
在做全息照相实验的过程中,应该注意的是:物光与参考光的光程差不能大于2cm;参考光的光强应该是物光的3~5倍,光强的大小通过电流值的大小来体现;同时还要注意光强大小与曝光时间的关系,光强较大的情况下,要适当减短曝光时间,光强较小的情况下,可以适当延长曝光时间来使溴化银干板充分曝光,我们组的实验过程中,光强值较小,物光对应的电流值大约为0.5~0.8之间,所以我们选择的曝光时间为两分钟。另外,在曝光时应注意让干板有溴化银的一面对着光路,才能够正确曝光。照相完成后,洗像的过程中,有三种溶液,分别是显影,停影和定影。显影液呈碱性,而停影液和定影液都是酸性,因此,为了避免液体之间的相互混合而失效,从显影液中取出干板后,要先用清水冲洗干净后再放入停影液中,而停影和定影之间不需要用清水冲洗。洗像完成后的干板,就可以透过红色激光来观测照出的像。
二、实验总结
我们组的实验最终照出的像没有呈现出完整的物象,而只是照出了一个点和两条线。分析原因可能是我们的物光打在物体上时只照在了物体的局部,而没有照到完整的物体,因此成像只是物体的一部分;
另外一个可能的原因是在放干板时可能判断错了有溴化银的一面,将干板放反,使没有溴化银的一面对着光路,这样的话有溴化银的一面接受到的光强就会非常弱,而且成像也与预期的不一样。
全息照相大学物理实验总结
全息照相大学物理实验总结篇一:全息照相化学系实验总结
曼彻斯特大学实验总结
——全息照相个人用心通过课程大学物理实验的培训课程学习,将物理学说与实践结合在一起,在这过程中足以发现很多的乐趣。实际的实验操作,而使我对一些物理知识、现象有了更深入的认识,也激发起我对物理实验的兴趣和对在精神上物理现象探索的渴望。给我感觉深刻很多的实验有很多,如迈克耳孙干涉仪测波长实验、衍射光栅实验、霍尔效应实验等。而全息照相立体效果十分古怪有趣,是物理学中一道别样的风景。
全息照相的原理其实很简单,利用干涉方法记录了物体抵达摄影底片时光波的振幅与相位的全数前一天信息。它记录的不是物体历史记录的几何信息,而是物光与另一束与之相干的参考光抵达照相萤光底片的干涉条纹。所以,全息照片上原由一般看不出原物体的像,需要用原来的参考光照明,才能看到原物体的立体像,这被称为全息底片的再次出现。
从全息照相和全反镜普通照相对比中,我们可以很容易发现
全息照相的特别之处。一般而言普通照相通常是通过照相机物镜成像,
在感光底片平面上才将物体发出的或它
散射的光波(通常称
为物光)的强度分布(即振幅分布)记录
底片下来,由于底片上的
全息图的光路感光碳氢化合物只对光的
强度有响应,对相位
分布不起作用,所以在把过程中照相光波的相位分布这个重要的
原始数据丢失了。因而,在所得到的照片中,物体的三维特征消失了。全息电子技术则完全不同,由全息术所产生的像是完全逼真的立体像(因为同时记录下了光的强度分布和相位分布,即全部信息),当以
有所不同的角度观察时,就象观察一个真实的物体一样,能够看到像
对全息照相的心得体会
对全息照相的心得体会
全息照相是一种利用激光技术制作出具有全息效果的照片的特殊摄影技术。全息照相可以实现对物体具有立体、真实、全方位的记录和再现,因此在科学研究、艺术创作、商业应用等领域发挥着重要的作用。在学习和实践全息照相的过程中,我深感全息照相带给人们的震撼和惊艳。
首先,全息照相的技术原理和制作过程让我印象深刻。全息照相使用激光光源,将光束分为物体光和参考光,物体光照射在被摄物体上,经过反射或透射后形成物体波,参考光则直接照射在全息板上,经计算机处理形成参考波。物体波和参考波叠加在一起形成干涉图样,记录在全息版上。在重现时,将参考光重新照射到全息版上,干涉图样重新发生,产生视觉上的立体效果。整个过程需要非常精确的光路调整和实验操作,对于摄影师来说是一种全新的技术挑战。
其次,全息照相带来的视觉效果令人惊叹。全息照片呈现出的立体图像给人一种身临其境的感觉,让人仿佛能够触摸到被摄物体的表面细节。与传统照片不同,全息照片具有立体感和深度感,通过不同的角度观察,可以看到不同的景象和细节,这种视觉效果对于物体的展示和传达信息起到了重要作用。无论是科学实验中捕捉和记录微观结构,还是艺术创作中展现想象力和创造力,全息照相都是一种非常有力的工具。
另外,全息照相的应用领域非常广泛。在科学研究中,全息照相可以记录和研究物体的三维结构,如微观生物的形态、晶体的形状等,为科学家提供了更多的数据和细节,推动了科学的
发展。在艺术创作中,全息照相可以实现艺术家想象力的立体表达,为观众带来更加生动和震撼的艺术体验。在商业应用中,全息照相被广泛用于商品的展示和广告宣传,通过立体的效果吸引消费者的注意力,提高销售效果。可以说,全息照相已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
全息照相实验报告
全息照相实验报告
程子豪12 少年班01
一、实验目的:
1.了解全息照相记录和再现的基本原理和主要特点;
2.学习全息照相的操作技术;
3.观察和分析全息图的成像特性。
二、实验原理:
全息照相原理的文字表述:
普通照相底片上所记录的图像只反映了物体上各点发光(辐射光或反射光)的强弱变化,显示的只是物体的二维平面像,丧失了物体的三维特征。全息照相则不同,它是借助于相干的参考光束和物光束相互干涉来记录物光振幅和相位的全部信息。这样的照相把物光束的振幅和相位两种信息全部记录下来,因而称为全息照相。
全息照相的基本原理早在1948年就由伽伯(D. Gabor)发现,但是由于受光源的限制(全息照相要求光源有很好的时间相干性和空间相干性),在激光出现以前,对全息技术的研究进展缓慢,在60年代激光出现以后,全息技术得到了迅速的发展。目前,全息技术在干涉计量、信息存储、光学滤波以及光学模拟计算等方面得到了越来越广泛的应用。伽伯也因此而获得了1971年度的诺贝尔物理学奖。
全息照相在记录物光的相位和强度分布时,利用了光的干涉。从光的干涉原理可知:当两束相干光波相遇,发生干涉叠加时,其合强度不仅依赖于每一束光各自的强度,同时也依赖于这两束光波之间的相位差。在全息照相中就是引进了一束与物光相干的参考光,使这两束光在感光底片处发生干涉叠加,感光底片将与物光有关的振幅和位相分别以干涉条纹的反差和条纹的间隔形式记录下来,经过适当的处理,便得到一张全息照片。
具体来说,全息照相包括以下两个过程:
1、波前的全息记录
利用干涉的方法记录物体散射的光波在某一个波前平面上的复振幅分布,这就是波前的全息记录。通过干涉方法能够把物体光波在某波前的位相分布转换成光强分布,从而被照相底片记录下来,因为我们知道,两个干涉光波的振幅比和位相差决定着干涉条纹的强度分布,所以在干涉条纹中就包含了物光波的振幅和位相信息。典型的全息记录过程是这样的:从激光器发出的相干光波被分束镜分成两束,一束经反射、扩束后照在被摄物体上,经物体的反射或透射的光再射到感光底片上,这束光称为物光波;另一束经反射、扩束后直接照射在感光底片上,这束光称为参考光波。由于这两束光是相干的,所以在感光底片上就形成并记录了明暗相间的干涉条纹。干涉条纹的形状和疏密反映了物光的位相分布的情况,而条纹明暗的反差反映了物光的振幅,感光底片上将物光的信息都记录下来了,经过显影、定影处理后,便形成与光栅相似结构的全息图—全息照片。所以全息图不是别的,正是参考光波和物光波干涉图样的记录。显然,全息照片本身和原来物体没有任何相似之处。
全息照相实验报告
全息照相实验报告
全息照相实验报告
引言:
全息照相是一种利用光的干涉原理来记录和再现物体三维图像的技术。它以其
高度真实感和立体感而备受瞩目。本实验旨在通过搭建简单的全息照相实验装置,了解全息照相的基本原理,并观察实验结果。
实验材料:
1. 激光器:用于产生相干光源。
2. 分束镜:用于将激光光束分为两束。
3. 物体:选择具有一定纹理和形状的物体进行拍摄。
4. 照相胶片:用于记录干涉图案。
5. 显影液和定影液:用于处理照相胶片。
实验步骤:
1. 将激光器放置在实验台上,调整好位置和角度,使激光光束尽可能平行。
2. 将分束镜放置在激光光束的路径上,使光束被分成两束,一束作为物体光束,另一束作为参考光束。
3. 将物体放置在物体光束的路径上,确保光束能够正常照射到物体上。
4. 将照相胶片放置在物体和分束镜之间的交叉区域,确保胶片能够接收到物体
光束和参考光束的干涉图案。
5. 打开激光器,让光束照射到物体和胶片上,保持一段时间。
6. 将照相胶片取出,放入显影液中,按照指示时间进行显影。
7. 将照相胶片取出,放入定影液中,按照指示时间进行定影。
8. 取出定影后的照相胶片,用水冲洗干净,晾干。
实验结果:
通过观察定影后的照相胶片,我们可以清晰地看到干涉图案。这些图案是由物
体光束和参考光束的干涉所形成的,记录了物体的三维信息。在照相胶片上,
我们可以看到物体的纹理和形状,具有立体感和真实感。
实验分析:
全息照相的原理是利用光的干涉现象。当物体光束和参考光束相遇时,它们会
发生干涉,形成干涉图案。这种干涉图案记录了物体的相位信息,通过显影和
全息照相与信息光学实验报告
一.实验目的
1.了解全息照相的基本原理,熟悉反射式全息照相和透射式全息照相的基
本技术和方法。
2.掌握在光学平台上进行光路调整的基本方法和技能。
3.通过全息照片的拍摄和冲洗,了解有关照相的一些基本知识,拍摄合格
的全息图。
二.实验原理
1.反射式全息照相
反射式全息照相也称为白光重现全息照相,这种全息照相用相干光记录全息图,而用“白光”照明得到重现像。由于重现时眼睛接收的是白光在底片上的反
射光,故称为反射式全息照相。这方法的关键在于利用了布拉格条件来选择波长。
2.透射式全息照相
所谓透射式全息照相是指重现时所观察和研究的是全息图透射光的成像。这里将重点讨论以平行光作为参考光,对物光和参考光夹角较小的平面全息图的记
录及再现过程。最后再简单介绍球面波作参考光的全息照相以及体积全息照相。
1)全息记录
2)物光波前的重现
全息图右侧空间并无光源,因而光场就唯一地决定于z=0处波前。因而0级和±1级三束光从传播方向上是分离的。
0级衍射近似于一束平面波,其传播方向与全息图法线成α角。
+1级衍射则是一束球面发散波,其源点就是原来物光点源所在位置。由于
点源不是在透射光场内,因而形成虚像。
第三束光则是一束会聚的球面波,其会聚点就是实像的位置,由于波前有一项附加相位因子相当于这束球面波传播方向有一附加角度变化,很小时,这角
度近似于2α。
三.实验仪器
光学平台,半导体激光器及电源,快门及定时曝光器,扩束透镜,反射镜,光功
率计,全息干板,三枚硬币。
四.实验条件
为了照好一张全息图必须具备下列几个基本条件:
(1)一个很好的相干光源。全息原理是在1948年就已提出,但由于没有合适的光源而难以实现。激光的出现为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光具有很好的空间相干性与时间相干性。本实验用650半导体激光器,其相干长度约为20cm。为了保证物光和参考光之间良好的相干性,
全息照相心得体会
全息照相心得体会
全息照相是一种先进的摄影技术,通过使用激光光源和干涉技术,能够将一个物体完整、立体、真实地还原在照片上。在我实践全息照相的过程中,我积累了一些心得体会,我将在下面分享给大家。
首先,全息照相需要高度的耐心和精细的操作。全息照相是一门需要细致入微的技术,任何一点微小的错误都可能导致照片的失真或者不清晰。在我练习时,我发现要注意控制光源的强度,避免过亮或者过暗的照片。我还要准确地控制物体与摄像机之间的距离和角度,使得照片能够完美地呈现物体的特征。
其次,全息照相需要良好的环境和设备。全息照相对光线和环境有很高的要求,因此我需要选择一个适合的室内环境来进行拍摄,并且要确保周围的光线源不会对拍摄结果产生干扰。此外,我还要使用高质量的摄像机和激光光源,这样才能够获得高质量的全息照片。
再次,全息照相需要不断的实践和改进。在我的实践过程中,我发现全息照相是一门非常复杂的技术,需要不断地摸索和改进。每一张照片都是一次学习的机会,我会仔细观察照片中的细节,并找出改进的方法。我还会参考其他权威的全息照相作品和技术资料,以提高我的技术水平。
最后,全息照相给我带来了巨大的乐趣和成就感。全息照相是一门非常前沿和有挑战性的摄影技术,但是当我看到自己亲手拍摄的全息照片时,我感到非常满足和自豪。每一张照片都是
一个艺术品,它们展示了物体的立体和真实,给人们一种身临其境的感觉。这种创造出来的艺术品是其他摄影技术所无法比拟的,它让我感受到了全新的摄影世界。
综上所述,全息照相是一门非常有趣和有挑战性的摄影技术,我通过实践不断地提升自己的技巧和技术水平。在这个过程中,我学会了细致入微的操作,选择合适的环境和设备,不断实践和改进,并且享受到了摄影带来的巨大成就感。全息照相让我感受到了摄影的魅力和无限可能性,我相信在不久的将来,全息照相将在摄影界发挥更大的作用。
全息照相大学物理实验总结精选
全息照相大学物理实验总结精选
篇一:物理实验-全息照相-实验报告
物
理实验报告
班级__信工C班___组别______D______
姓名____李铃______学号_1111000048_
日期______指导教师___张波____
实验题目_________全息照相
实验目的
1.了解全息摄影的基本原理、实验装置以及实验方法;
2.掌握激光全息摄影和激光再现的实验技术;
3.通过观察全息图像的再现,弄清全息照片和普通照片的本质区别
实验仪器
防震全息台,氦—氖激光器,扩束透镜,分束棱镜(或分束板),反射镜,毛玻璃屏,调节支架,米尺,计时器,照相冲洗设备等。
实验原理
全息摄影采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉,感光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度,也记录了位相信息。人眼直接去看这种感光的底片,只能看
到像指纹一样的干涉条纹,但如果用激光去照射它,人眼透过底片就能看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
全息图种类很多,有菲涅耳图、夫琅和费图、傅立叶变换全息图、彩虹全息图、像全息图、体积全息图等。不管哪种全息图都要分成两步来完成,即用干涉法记录光波全息图,称波前记录;用衍射原理使原光波波前再现,称波前再现。
1.全息照相的过程
物体发出的包含振幅和位相信息的光可以用下式表示:
其中:
信息,而位相信息
为振幅,为位相。普通摄影只能记录物体光波的振幅全部丢失,因此照片没有立体感。数学表达式为:
全息照相物理实验报告
全息照相物理实验报告
实验目的,通过全息照相实验,观察全息照相的原理和特点,加深对全息照相技术的理解。
实验仪器,激光器、分束镜、准直器、全息板、物镜、CCD相机等。
实验原理,全息照相是一种记录物体的全息图像,然后再通过光的干涉重建出物体原来的全息图像的技术。全息照相的原理是利用激光的相干性,将物体的全息图像记录在全息板上,再通过光的干涉原理,将全息图像重建出来。
实验步骤:
1. 准备工作,将激光器、分束镜、准直器等仪器连接好,并调整好位置。
2. 拍摄全息图像,将物体放置在全息板的前方,利用激光器照射物体,使得物体的全息图像记录在全息板上。
3. 全息图像重建,将记录有全息图像的全息板放置在重建光路上,通过干涉原理,将物体的全息图像重建出来。
4. 观察实验现象,通过CCD相机等设备观察重建出的全息图像,观察全息图像的特点和细节。
实验结果:通过实验观察和记录,我们发现通过全息照相技术记录的全息图像具有以下特点:
1. 三维效果,全息图像记录了物体的全息信息,因此在重建时能够呈现出物体的三维效果,使得观察者可以从不同角度观察物体。
2. 可以捕捉细节,全息图像能够捕捉到物体的微小细节,使得重建出的图像非常清晰,细节丰富。
3. 具有全息图像的独特性,每个全息图像都是独一无二的,因为它记录了物体的全息信息,因此每个全息图像都具有其独特的特点。
实验结论,通过本次实验,我们深入了解了全息照相的原理和特点,全息照相技术具有独特的优势,可以应用于三维成像、安全防伪等领域,具有广阔的应用前景。
实验注意事项:
1. 在进行全息照相实验时,需要注意激光的安全使用,避免直接照射到眼睛。
全息照相实验实验报告
全息照相实验实验报告
一、实验目的
1.了解全息照相的工作原理;
2.学习制作全息照相所需要的基础知识和技术;
3.运用已学知识和技术,制作出高质量的全息照片。
二、实验原理
全息照相即利用光的干涉、衍射、折射等现象记录并再现物体的全息图像。全息照相的基本原理是用两束光线照射物体,一束称为物光,照射到物体,另一束称为参考光,不经过物体直接照射到全息记录介质上,两束光经干涉后形成全息图像。全息图像保存了物体的全部信息,可作为物体的三维图像库进行观察和研究。
三、实验仪器
1. 全息照相实验装置
2. 全息记录介质:全息板
3. 激光器:氦氖激光器
4. 其它辅助设备。
四、实验步骤
1. 准备相应器材和全息记录介质,将氦氖激光器调节好光的功率和束宽。
2. 调整全息照相实验装置的摆放位置,使得光线照射到物体,将物体放置于全息记录介质和激光器之间。
3. 将激光器调节到最适合的波长,对全息记录介质进行照明。
4. 调节两组光线的方向和位置,使得两束光线光程差稳定不变。注意避免发生光程差变化,使光线的干涉相位发生变化。
5. 进行全息照相拍摄并记录。在全息记录介质上形成干涉条纹,称为全息图像。
6. 将全息图像进行显影并制作成全息照片。
五、实验结果
通过本次实验,我们成功制作出了一张高质量的全息照片。该照片能够清晰地呈现物体的三维效果和细节,能够为我们提供更全面、更真实的物体图像和信息,方便我们进行观察和研究。同时,也使我们更加深入地了解了全息照相技术的原理和制作方法。
六、实验心得
本次实验是我们对全息照相技术的一次实践和尝试,不仅加深了我们对该技术的认识和了解,也让我们更加熟悉了实验中所用到的器材和技术。通过实际操作过程,我们深刻感受到实验是理论与实践相结合的过程,只有通过实践才能更好地掌握理论知识,反之亦然。因此,在今后的学习中,我们将更加注重实践操作,充分利用好实验这一重要的学习手段,不断提高自己的实践技能和科学素养。
全息照相实验报告
全息照相实验报告
1. 引言
全息照相是一种利用光的干涉原理来记录和再现物体的三维图像的技术。全息照相技术的发展为我们带来了更加真实和立体的图像显示方式。本实验旨在通过搭建一个简单的全息照相装置,探索全息照相的基本原理和应用。
2. 实验材料
•激光器
•分束器
•反射镜
•全息板
•物体样品
•照相底片
•摄像设备
3. 实验步骤
3.1 搭建实验装置
首先,我们需要搭建一个全息照相实验装置。将激光器放置在固定支架上,保证激光器正对着全息板。使用分束器将激光束分成两个相干光束,其中一个光束作为参考光束,直接射向全息板;另一个光束经过反射镜照射到待记录物体上,然后再反射回全息板。
3.2 进行全息照相记录
将待记录物体放置在全息板的一侧,并让反射光束照射到物体表面。调整激光器和物体的相对位置,确保物体表面被光束充分照射。然后,打开激光器,让光束通过分束器和反射镜,射向全息板。全息板会记录下物体的干涉光场信息。
3.3 进行全息照相再现
将已记录好的全息板放入装置中,然后将参考光束射向全息板,使其通过全息板。全息板会发生衍射现象,将被记录物体的三维信息重新构建出来,并形成一个立体图像。使用摄像设备拍摄这一立体图像,并将其放大。
3.4 验证全息照相实验结果
通过观察全息照相再现的立体图像,可以验证全息照相实验结果的准确性。比较立体图像与实际物体的相似程度,评估全息照相技术的性能和应用价值。
4. 实验结果与讨论
经过实验记录和再现,我们成功地获得了物体的全息图像。通过观察图像,我们可以清晰地看到物体的立体效果,即使在不同角度下观察也能感受到物体的深度和立体感。
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全息照相实验的体会
前段时间我做了全息照相的实验,体会颇深。我了解了全息技术的发展历史和实际应用,全息照相的特点和基本原理,我知道怎么搭设实验光路,还逐步掌握了拍摄全息照片的技术,学会了全息照片的再现方法。
在实验中,首先我就在如何搭设光路图上出现了问题,我搭设的光路图总是不能将反射光集中在一起,最后才发现时光路中几个反射镜之间的距离出现了问题。在对光的时候我的底片架和被摄物不能全部得到均匀照明,最后还是在同学的帮助下才弄好。拍照片的时候是比较好奇和兴奋的,因为我从来没在全部黑暗的情况下做过实验,我的实验仪器的激光强度不够,所以我用了比大家多5秒的时间来曝光,在洗照片的时候等待是焦急的,我们都想快点看看我们的实验成果,我也不例外。照片洗好后,老师让我们先自己看自己的玻璃片,我先是看不出来,有点失望,后来才发现时自己的方法出现了问题。之后我看到了自己拍摄的三维图样还是有点成就感的,老师也说我拍的不错。玻璃片我带回来的,现在还在我书桌的抽屉里面。
全息照相由英国物理学家盖柏于1948年提出,用一个合适的相干参考波与一个物体的散射波叠加,则可以将此散射波的振幅和相位的分布以干涉图样的形式记录在感光板上,所记录的干涉图样称为全息图。如移出被摄物体,用相干光照射全息图,透射光的一部分就能重新模拟出原物的散射波前,于是重现一个非常逼真的三维图像。1960年激光的出现促进了全息照相术的发展,全息技术得到了不断完善。盖伯为此荣获1971年诺贝尔物理学奖。解释一下全息的含义:它是指物体发出的全部光信息。全息照相通过记录物体表面漫反射光的相位和振幅信息,使全息照相与普通照相区别开来。
所有光都有明暗强度、颜色、方向三种属性,而黑白照相只能记录光的强弱变化,而后来的彩色照片除了能记录光的明暗强弱外,还能记录光的波长变化,从而反映出颜色的不同。激光的出现,使可以记录光的方向的三维全息照相成为可能。
普通照相是利用几何光学的原理,非相干光通过一系列透镜反射折射成像,形成点点对应的关系。因此,如果相片失去一角,像的那部分信息也会永远失去,
在平面上永不再现。由于只是记录明暗强度的关系,因此,照片上遮挡的部分也永不再现。
全息照相则是利用光的干涉和衍射原理,记录光波本身和实物与参考光的相对位相,即物体表面漫射的光波与参考光波的干涉图。与普通照相不同的是,全息片上每一点都记录了物体所有漫射光的信息,因此即便是挡住全息图的一部分,也能观察到完整物体的相。当然,全息相无法用肉眼直接观察,当用一束与参考光波长方向完全相同的再现光照射时便可以看到物体各个侧面的立体像。
由于全息照相立体性强,形象逼真,可以在展览会上取得良好效果。已有利于珍贵艺术品资料的收藏。激光方防伪技术也许是大家听说最多的全息照相应用,其实除了传统方面的应用之外,激光照相有广阔的应用前景。全息照相的应用从信息储存到图像识别,从干涉计量到无损检测,从物体表面的研究到振动分析,渗透到军事以及工农业生产的各个领域,甚至进入我们的日常生活,如产品商标,书籍装帧以及小工艺品等。
首先在军事上全息照相技术有着广阔的应用前景。一般的雷达探测技术只能判断物体的方位、距离,而如果应用红外线超声波全息,则可以得到目标的三维立体图像,这种技术也可用于水下目标的探测,代替雷达。然而在水中、空中存在的扰动很大,如何向实验室中一样,减少外来因素的干扰,将成为该突破的关键。
如果全息技术能够用于电影或电视技术,那将带来人民生活的一场变革。目前的立体电影是利用光的偏振原理实现的,如果通过全息照相,将物体在屏幕上显示出来,则在观众面前展示的将是有纵深的一幅立体的画面。
在医学方面,全息技术也是前景广阔。利用全息拍摄的人体器官照片,将会代替x射线用来检查人体器官有无病变,此原理同样可用于工业机械零件探伤。此外,在保密方面,出了已有的激光防伪技术外,高保密性能的加密模压全息图将是继激光全息防伪技术后新的发展,甚至我们除了制作三维全息图外,还可以制造随时间等变化的四维、五维全息图,取得更好的防伪和保密效果。
正是鉴于全息照相的的以上特点,相信在将来的诸多领域中,都会让我们看到全息照相的身影。篇二:全息照相实验心得体会
全息照相实验心得体会
全息照相术是利用干涉和衍射的原理将物体发射的光波以干涉条纹的形式记录下来,再在一定的条件下再现,形成与原物体完全相似的空间像。由于它记录的是物体原来光波的全部信息(振幅和位相),像十分逼真并具有立体效果,所以叫全息照相。
根据记录和再现方式的不同,全息术可分为多种类型,如菲涅耳全息、像全息、彩虹全息、合成全息等等。我们所做的全息照相实验的原理是菲涅耳全息照相。菲涅耳全息的特点是记录平面位于物体衍射光场的菲涅耳衍射区,物光由物体直接照到底片上,而无需变换透镜或成像透镜。
实验原理见大学物理实验第三册实验3.5.1全息术。
如图(1)所示布置光路。分束板采用反射率为5%的平晶,扩束镜用40χ显微镜。选择漫反射性比较好的物体作为拍摄三维全息照相的物体。调好光路,使参考光与物光束的光强比为2:1~10:1,放上全息干板曝光,曝光后经适当冲洗,就完成了。再现的方法是将干板放在原光路中,把分束镜换成全反射镜,拿走物体,向着干板后原物体所在的方向看去就可以看到与原物体相似的明亮的像。
n 实验体会
在做实验时要注意,布置光路时要调节光学元件的高低和位置使激光束的高低与台面平行,并使参、物光的光程基本相等,二者的光程差控制在3cm之内.还有为了保证记录是线性的,应使参考光光强大于物光光强,照射到全息干版上的参考光和物光光强之比以2∶1至5∶1为好,否则拍出来后再现时会很模糊。还要注意投射到干板上的物光与参考光之间的夹角要略小于45度,以便观察时避开直射强光,夹角可以在25~45度之间选择.再有就是要调节物体使其反射的最亮的部分落在干板上,否则也很难成功,我拍摄时就是由于没有注意到这一点所以第一次没有拍出来。拍摄时还要注意每一光学元件都不能有任何微小移动或振动,轻微的振动或气流扰动只要使光程差发生波长数量级的变化,条纹都会模糊不清,因此拍摄时不能乱动.曝光时间和冲洗时间也要把握好,曝光的时间在10秒左右,显影时间也不要过长,只要底片变灰了就行,千万不能变黑了,定影3分钟,所有的时间要严格掌握才能保证成功.还有冲洗时可以用紫光或绿光灯,但千万不要被红光照到,否则就前功尽弃了.
n 实验扩展
l 物光扩展拍摄大体积物体三维的全息图----激光全息照相景深扩展方法之一物体三维的全息照相是以干涉条纹的形式记录下物光波的信息,只有和参考光波干涉的物信息才能记录下来,没有和参考光干涉的物信息将损失掉。当被拍摄物体的尺寸大于激光器的相干长度是,从物体上各点漫射出的物光的光程和参考光的光程差就不会都小于激光器的相干长度,即并非物体上各个物点漫射出的物光波都能与参考光波相干叠加,而只有局部物点漫射的物光波才与参考光波相干涉形成全息图。全息图上只记录了这一部分物信息,再现时,就只能重现这一部分物光波,使再现像局部模糊甚至出现暗区。为了尽量减少丢失物体的信息,采用物光扩展的方法把物光分成两束或更多束,从不同方向分段照明物体。例如图(2)的双光束照明,有反射镜m5反射的光波充分照明被拍摄物体的左半部分,这一部分的各个物点漫反射的物光波的光程与参考光的光程差都小于激光器的相干长度,被拍摄物体