(学)光的干涉和衍射在全息照相术中的应用

光的干涉和衍射在全息照相术中的应用

摘要：光的干涉和衍射现象遵循不同的规律，具有各自的特征，但它们在生活、生产和高科技中应用广泛，联系紧密；特别是激光技术的出现和日臻成熟，更掀起了应用的高潮。

一.概念分析

1.光的干涉

两列光波在空间相遇时迭加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象叫做光的干涉。

只有两列光波频率相同、位相差恒定、振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。

2.光的衍射

光波遇到障碍物而偏离直线传播，使光的强度重新分布，这种现象称为光的衍射。

只有障碍物的波长小于等于光波的波长，才能观察到明显的衍射现象。

二.应用举例

——全息照相

1.全息照相术的概念

2.全息照相术的原理

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

3.全息照相术的分类

①反射式全息照相

图10

②透射式全息照相

如图11 4.全息照相术的特点

全息照相与常规照相的不同之处在于：常规照相只是记录了被摄物体表面光线强弱的变化，即只记录了光的振幅；而全息照相则记录了光波的全部信息，除振幅外，还记录了光波的相位。这样就把空间物体光波场的全部信息都贮存记录了下来。然后利用全息照片对特定波长单色照明光的衍射，把原空间景象显现出

5.全息照相术的应用

——两次曝光法测定金属板的杨氏模量

全息干涉计量是全息照相术应用的一个重要方面。全息干涉与普通干涉十分相似，其干涉理论和测量精度基本相同，只是获得相干光的方法不同。普通干涉中获得相干光的方法基本分成两大类：分振幅法和分波阵面法。全息干涉的相干光则是采用时间分割法而获得的，也就是将同一束光在不同的时刻记录在同一张全息干板上，然后使这些波前同时再现并产生干涉。时间分割法的特点是相干光束由同一光学系统产生，因而可以消除系统误差，从而可以降低对光学系统中各光学元件的精度要求，这也是全息干涉计量的一个很重要的特点。

普通干涉只能测量表面经过抛光的透明物体或反射面，全息干涉则不仅可以测量透明物体，也可以测量不透明物体，并且表面可以使散射体。此外采用全息干涉还可以通过表面的变化来检测物体内部的缺陷，这就是全息无损检测。两次曝光法测定金属板的杨氏模量原理

如下：

图12