光学实验报告 (一步彩虹全息)
光学全息实验报告
![光学全息实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/0924c986ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb20b.png)
光学全息实验报告光学全息实验报告引言:光学全息是一种利用光的干涉和衍射原理记录并再现物体的三维形态的技术。
本实验旨在通过实际操作,深入理解光学全息的原理和应用,并通过实验结果验证理论模型的正确性。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建光学全息实验装置,观察并记录物体的全息图像,并对全息图像进行分析和解读,以加深对光学全息原理的理解。
二、实验装置本实验所用的光学全息装置主要包括激光器、分束器、物体台、参考光源、全息板等。
其中,激光器用于产生单色、相干的光源;分束器用于将激光光束分为物体光和参考光;物体台用于放置待记录的物体;参考光源用于提供参考光束;全息板用于记录光的干涉和衍射信息。
三、实验步骤1. 准备工作:调整激光器、分束器和参考光源,使其正常工作并保持稳定的光源;2. 调整物体台和全息板的位置,使其与光路保持垂直;3. 将待记录的物体放置在物体台上,并调整物体的位置和角度,以获得清晰的全息图像;4. 调整全息板的位置和角度,使其与物体和光路保持一定的相对位置和角度;5. 打开激光器,使光束照射到物体上,同时参考光束照射到全息板上;6. 关闭激光器,取下全息板,并用显影液进行显影处理;7. 将显影后的全息板放置在光路中,观察并记录全息图像。
四、实验结果与分析通过本实验,我们成功记录了多个物体的全息图像,并对其进行了分析和解读。
在观察全息图像时,我们发现全息图像具有非常强的立体感,能够清晰地显示物体的三维形态和细节。
而且,与传统的二维图像相比,全息图像具有更广阔的视角和更真实的效果。
在分析全息图像时,我们发现全息图像中包含了物体的干涉和衍射信息。
通过对全息图像的放大和旋转,我们可以观察到干涉条纹的变化和衍射光的分布情况。
这些信息不仅可以用于还原物体的三维形态,还可以用于分析物体的光学特性和材料属性。
五、实验总结通过本次光学全息实验,我们深入了解了光学全息的原理和应用。
通过实际操作,我们成功记录了物体的全息图像,并对全息图像进行了分析和解读。
一步彩虹全息PPT
![一步彩虹全息PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/a5d00018866fb84ae45c8db0.png)
导师:张子云
一、全息术的发展 英籍匈牙利科学家丹尼斯· 盖伯 (Dennis Gabor)发明了全息术 1961~1962年,E.N.利思等人对 伽柏全息图进行了改进,引入" 斜参考光束法"一举解决了"孪生 像"问题,用氦氖激光器成功地 拍摄了第一张实用的激光全息图 1969年本顿(Benton)发明了二步 彩虹全息术,掀起以白光显示 为特征的全息三维显示新高潮。 hsuan chen和F.T.S.Yu提出的一 步彩虹全息 Stephen Benton - Pioneer of modern holography
四、彩虹全息实验 彩虹全息实验一
实验编 号 曝光时 间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
120s 130s 140s
150s 160s 170s 180s 190s 200ss 210s
实验结 果
差
良
良
优
优
优
良
良
良
差
在当前实验参数下,肉眼观察显示150s左右拍摄的全 息图效果最佳,且从120s到150s,全息图再现像质量 递增;而从170s到210s,全息图再现像质量递减。
彩虹全息
一步彩虹全息
和
二步彩虹全息
的比较:
1)一步彩虹全息制作简单,噪声小,但视场较小; 2)二步彩虹全息制作复杂,噪声较大,但视场大。
彩虹全息图的特点: 1)可以用白光再现; 2)再现像呈现彩虹状的彩色,但再现像的色彩与原物体的 色彩无关,而仅与再现照明光包含的波长组分有关。 例如:用白炽灯照明和用日光灯照明,得到的彩虹效 果有很大差异。 3)彩虹全息属于假彩色全息。
五、总结
• 彩虹全息是一种用途广泛的全息术,目前已经广泛的 应用于产品包装,商标的印刷,以及办公多媒体。然 而彩虹全息至今的应用仍局限于实验室和部分工业方 面,在民用方面仍然需要很长时间的发展,这源于彩 虹全息对实验环境的要求较高,需要稳定的实验平台 ,相干性较好的光源,需要避免实验过程中杂光的干 扰,所以目前彩虹全息还是激光记录,白光照明再现 。学界一直在寻求白光记录,白光再现的方法,相信 随着科研人员的不懈努力,彩虹全息技术会有新的突 破。当然我们也明白,彩虹全息的问题远远没有讨论 完,依然有许多复杂的问题有待我们去发现和解决。 这也是科学让我们为之着迷的秘密所在。
全息照相 实验报告
![全息照相 实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/a5ca569bac51f01dc281e53a580216fc700a53bf.png)
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和衍射原理记录并再现物体的三维信息的技术。
它不同于传统的摄影技术,能够捕捉到更加真实的物体形态和细节。
本实验旨在探究全息照相的原理和应用,并通过实际操作进行验证。
一、实验装置与原理实验装置主要包括激光器、物体、全息板、参考光源和干涉平台。
激光器产生单色、相干的激光光源,物体是待记录的三维物体,全息板是记录物体信息的介质,参考光源提供参考光波,干涉平台用于固定和调整装置。
全息照相的原理是利用激光光源照射物体,物体的光波与参考光波相干叠加,形成干涉图样。
这些干涉图样被记录在全息板上,通过再次照射全息板,可以重建出物体的三维信息。
二、实验步骤1. 准备实验装置,确保激光器和参考光源的稳定输出。
2. 将物体放置在干涉平台上,并调整合适的位置和角度。
3. 调整全息板的位置和角度,使其与物体和参考光源的光波相交。
4. 打开激光器,照射物体和全息板,进行记录。
5. 关闭激光器,移除物体,重新照射全息板,进行重建。
三、实验结果与分析实验中,我们选择了一个小玩具作为物体,通过全息照相技术进行记录和重建。
在记录过程中,我们观察到物体的光波与参考光波相干叠加,形成了一幅干涉图样。
这个图样记录在全息板上,呈现出一种类似彩虹的条纹纹理。
在重建过程中,我们重新照射全息板,发现原先的条纹纹理被再次呈现出来,并且物体的三维形态也被恢复出来。
这种全息照相技术能够在一定程度上还原物体的真实形态,使得观察者能够从不同角度获得更加真实的观感。
四、全息照相的应用全息照相技术在科学研究、工程设计和艺术创作等领域都有广泛的应用。
在科学研究中,全息照相可以用于记录微小物体的形态和运动,为研究者提供更加详细的信息。
在工程设计中,全息照相可以用于检测和分析物体的缺陷和变形,提高产品的质量和可靠性。
在艺术创作中,全息照相可以用于创造立体感和动态效果,为艺术家带来更多的创作灵感。
然而,全息照相技术也存在一些挑战和限制。
光学现象彩虹实验报告
![光学现象彩虹实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/7044c19a8ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6eeb0.png)
一、实验目的1. 了解彩虹的形成原理,掌握光的色散现象。
2. 通过实验观察彩虹的形成过程,加深对光学知识的理解。
3. 掌握实验操作技能,提高动手能力。
二、实验原理彩虹是由太阳光经过空气中的水滴折射、反射和色散而形成的自然现象。
太阳光是一种复色光,由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成。
当太阳光照射到水滴上时,光线发生折射,进入水滴内部。
在水滴内部,光线发生反射,然后再次折射出水面。
由于不同颜色的光具有不同的折射率,因此光线在水滴内部会发生色散,形成七彩的光谱。
三、实验器材1. 深色透明塑料杯2. 清水3. 阳光4. 白纸5. 尺子6. 记号笔四、实验步骤1. 将清水倒入塑料杯中,水位约杯高的1/3。
2. 在塑料杯的侧面用记号笔画一条水平线,作为观察彩虹的基准线。
3. 将塑料杯放在阳光直射的地方,使阳光透过水面照射到白纸上。
4. 观察白纸上是否出现彩虹,并用尺子测量彩虹的宽度。
5. 记录实验现象和数据。
五、实验现象与分析1. 实验现象:当阳光照射到塑料杯中的水面上时,白纸上出现了一条七彩的光谱,即彩虹。
彩虹的宽度约为塑料杯直径的1/3。
2. 实验分析:根据实验原理,彩虹的形成是由于太阳光经过水滴折射、反射和色散而形成的。
实验中,阳光透过水面照射到白纸上,光线在水滴内部发生折射和色散,形成七彩的光谱。
由于塑料杯的透明度较高,光线在水滴内部传播的距离较短,导致彩虹的宽度较小。
六、实验结论1. 彩虹的形成原理是光的色散现象,即太阳光经过水滴折射、反射和色散而形成的。
2. 彩虹的宽度与塑料杯的直径有关,直径越小,彩虹的宽度越小。
3. 本实验验证了光的色散现象,加深了对光学知识的理解。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意观察彩虹的形成过程,及时记录实验现象。
2. 实验操作要轻柔,避免将水溅出塑料杯。
3. 实验结束后,清理实验器材,保持实验室卫生。
八、实验拓展1. 研究不同形状的水滴对彩虹形成的影响。
2. 探究不同颜色的光在水滴中折射、反射和色散的规律。
折射彩虹演示实验报告
![折射彩虹演示实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/70466ca3c9d376eeaeaad1f34693daef5ef71380.png)
一、实验目的1. 通过折射彩虹演示实验,了解光的折射现象。
2. 观察并记录光的色散现象,理解白光由多种颜色光组成。
3. 掌握实验器材的使用方法,提高实验操作技能。
二、实验原理1. 光的折射:当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象称为光的折射。
2. 光的色散:白光通过不同介质时,由于各种颜色光的折射率不同,导致白光分解成各种颜色光的现象。
三、实验器材1. 玻璃三棱镜2. 平行光源3. 激光笔4. 白色屏幕5. 实验桌6. 镜子7. 记录本8. 尺子四、实验步骤1. 将实验桌放置在光线充足的地方,确保光线可以垂直照射到实验器材上。
2. 将平行光源对准实验桌,确保光线垂直照射到玻璃三棱镜上。
3. 将玻璃三棱镜放置在实验桌上,使其底边与光线垂直。
4. 将激光笔对准三棱镜的底边,调整角度,使激光束垂直射入三棱镜。
5. 观察激光束在玻璃三棱镜中传播,记录其路径。
6. 将镜子放置在三棱镜的侧面,调整角度,使反射光线垂直射向白色屏幕。
7. 观察白色屏幕上的光斑,记录其形状和颜色。
8. 重复步骤4至7,分别记录不同角度的激光束在玻璃三棱镜中的传播路径和白色屏幕上的光斑形状及颜色。
五、实验现象1. 激光束在玻璃三棱镜中传播时,发生折射现象,其路径发生改变。
2. 白色屏幕上的光斑呈现为彩色光带,颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
六、实验结论1. 光在从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射现象,其传播方向发生改变。
2. 白光由多种颜色光组成,通过不同介质时,由于各种颜色光的折射率不同,导致白光分解成各种颜色光的现象。
3. 实验结果表明,光的折射现象和色散现象是自然界中常见的现象,与日常生活密切相关。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意保持实验桌的整洁,确保实验器材摆放整齐。
2. 操作实验器材时,注意安全,避免发生意外伤害。
3. 实验过程中,注意观察实验现象,做好记录,为后续分析提供依据。
八、实验总结通过本次折射彩虹演示实验,我们了解了光的折射现象和色散现象,掌握了实验器材的使用方法,提高了实验操作技能。
做彩虹现象实验报告(3篇)
![做彩虹现象实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/11b46b735e0e7cd184254b35eefdc8d377ee1458.png)
第1篇实验名称:彩虹现象实验实验日期:2023年X月X日实验地点:XX实验室实验指导教师:XXX实验参与人员:XXX一、实验目的1. 了解彩虹的形成原理和条件。
2. 观察和记录彩虹现象,分析其特征。
3. 通过实验验证光的折射、反射和色散现象。
二、实验原理彩虹是由太阳光通过大气中的水滴折射、反射和色散而形成的自然现象。
当太阳光照射到水滴上时,光线会发生折射,进入水滴内部。
在水滴内部,光线会反射多次,并随着水滴的旋转不断改变方向。
由于不同颜色的光具有不同的波长,因此在折射和反射过程中会发生色散现象,形成七彩的光带。
三、实验器材1. 水族箱或大口瓶2. 水枪或喷水壶3. 水滴收集器4. 激光笔5. 纸板6. 摄像头7. 记录本8. 笔四、实验步骤1. 将水族箱或大口瓶装满清水,并放置在阳光下。
2. 使用水枪或喷水壶向空中喷水,形成水雾。
3. 观察水雾中是否出现彩虹现象。
4. 使用激光笔照射水雾,观察是否出现彩虹现象。
5. 记录实验现象,并拍摄相关照片或视频。
6. 分析实验结果,总结彩虹形成的原因。
五、实验现象1. 在阳光照射下,向空中喷水形成水雾时,水雾中出现了彩虹现象。
2. 使用激光笔照射水雾时,水雾中出现了类似彩虹的光带。
六、实验结果分析1. 实验结果表明,在阳光照射下,水滴会发生折射、反射和色散现象,从而形成彩虹。
2. 激光笔照射水雾时,由于激光具有单色性,因此在水雾中形成的光带颜色更为明显,类似于彩虹。
七、实验结论1. 彩虹现象是由太阳光通过大气中的水滴折射、反射和色散而形成的。
2. 光的折射、反射和色散现象是彩虹形成的主要原因。
3. 实验验证了光的色散现象,并揭示了彩虹的形成原理。
八、实验注意事项1. 实验过程中,注意观察水雾中彩虹的形成和变化。
2. 使用激光笔照射水雾时,注意安全,避免激光直射眼睛。
3. 实验结束后,清理实验器材,保持实验室整洁。
九、实验心得体会通过本次实验,我对彩虹现象有了更深入的了解,掌握了光的折射、反射和色散原理。
光学实验报告(一步彩虹全息)
![光学实验报告(一步彩虹全息)](https://img.taocdn.com/s3/m/1a27fc75360cba1aa811daf2.png)
光学设计性实验报告(一步彩虹全息)姓名:学号:学院:物理学院一步彩虹全息摘要彩虹全息是用激光记录全息图, 是用白光再现单色或彩色像的一种全息技术。
彩虹全息术的关键之处是在成像光路( 即记录光路) 中加入一狭缝, 这样在干板上也会留下狭缝的像。
本文研究了一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理、一步彩虹全息图与普通全息图的区别和联系、一步彩虹全息的实验光路图,探讨了拍摄一步彩虹全息图的技术要求和注意事项,指出了一步彩虹全息图的制作要点, 得出了影响拍摄效果的佳狭缝宽度、最佳狭缝位置及曝光时间对彩虹全息图再现像的影响。
关键词:一步彩虹全息;狭缝;再现1 光学实验必须要严密,尽可能地减少实验所产生的误差;2 实验仪器防震全息台激光器分束镜成像透镜狭缝干板架光学元件架若干干板备件盒洗像设备一套线绳辅助棒扩束镜2个反射镜2个3 实验原理3.1 像面全息图像面全息图的拍摄是用成像系统使物体成像在全息底板上,在引入一束与之相干的参考光束,即成像面全息图,它可用白光再现。
再现象点的位置随波长而变化,其变化量取决于物体到全息平面的距离。
像面全息图的像(或物)位于全息图平面上,再现像也位于全息图上,只是看起来颜色有变化。
因此在白光照射下,会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。
3.2 彩虹全息的本质彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像,使观察者通过狭缝像来看物体的像,以实现白光再现单色像。
若观察者的眼睛在狭缝像附近沿垂直于狭缝的方向移动,将看到颜色按波长顺序变化的再现像。
若观察者的眼睛位于狭缝像后方适当位置, 由于狭缝对视场的限制, 通过某一波长所对应的狭缝只能看到再现像的某一条带, 其色彩与该波长对应, 并且狭缝像在空间是连续的。
观察者所看到的物体像具有连续变化的颜色, 像雨后天空中的彩虹一样, 因此这种全息图称为彩虹全息图。
一步彩虹全息图的记录光路是在三维照相的光路中,在记录干板与物体之间插入一个成像透镜和一个水平狭缝,把物体和狭缝的像一次记录下来,由于狭缝放置的位置不同,一步彩虹全息图的记录光路有两种;一种是赝像的记录光路,一种是真像记录光路。
彩虹实验报告
![彩虹实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/2119682430b765ce0508763231126edb6f1a7634.png)
一、实验目的1. 了解彩虹的形成原理,探究光的折射和色散现象。
2. 通过实验模拟彩虹的形成过程,加深对光学知识的理解。
3. 培养实验操作能力和观察能力。
二、实验原理彩虹是由太阳光通过雨滴时发生折射、反射和色散而形成的。
当太阳光射入雨滴时,光线会发生折射,进入雨滴内部。
由于不同颜色的光具有不同的波长,所以在折射过程中会发生色散,形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
经过雨滴内部的反射和再次折射,这些颜色组合在一起,形成了我们看到的彩虹。
三、实验器材1. 平面镜2. 深色透明容器(如玻璃杯)3. 清水4. 水彩笔5. 太阳光或强光源6. 白纸7. 尺子四、实验步骤1. 在深色透明容器中倒入清水,确保水面平静。
2. 将平面镜放置在容器底部,调整角度,使太阳光或强光源能够垂直照射到平面镜上。
3. 观察水面,调整平面镜的角度,使反射光能够照射到白纸上。
4. 用水彩笔在白纸上描绘出彩虹的形状,注意观察七种颜色的变化。
5. 用尺子测量彩虹的宽度,记录数据。
五、实验现象1. 当调整平面镜的角度时,可以看到反射光在白纸上形成彩虹的形状。
2. 通过调整平面镜的角度,可以观察到七种颜色的变化,分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
3. 彩虹的宽度与平面镜与白纸的距离有关,距离越远,彩虹宽度越大。
六、实验结论1. 太阳光经过折射和色散后,形成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的彩虹。
2. 彩虹的形成与平面镜的角度和距离有关,通过调整平面镜的角度和距离,可以观察到不同形状和宽度的彩虹。
七、实验讨论1. 彩虹的形成原理与三棱镜的色散现象有何关系?2. 彩虹的颜色与光的波长有何关系?3. 如何利用实验结果解释生活中常见的彩虹现象?八、实验拓展1. 利用不同形状和大小的容器,观察彩虹的形成。
2. 尝试在不同天气条件下观察彩虹,比较其形状和颜色的变化。
3. 利用全息技术制作彩虹全息图,观察全息彩虹的特点。
通过本次实验,我们了解了彩虹的形成原理,加深了对光的折射和色散现象的理解。
玻璃彩虹实验报告
![玻璃彩虹实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/597eb6288f9951e79b89680203d8ce2f0066653a.png)
通过本实验,了解光的折射和色散现象,验证白光是由七种单色光组成的,并探究玻璃彩虹的形成原理。
二、实验原理1. 光的折射:当光从一种介质进入另一种介质时,光线会发生折射。
折射角与入射角之间的关系由斯涅尔定律描述。
2. 光的色散:不同颜色的光在通过介质时,由于折射率不同,导致光线偏折的角度不同,从而产生色散现象。
3. 玻璃彩虹:当太阳光照射到玻璃上时,光线在玻璃表面发生折射和反射,经过玻璃内部的多次折射和反射,最终形成彩虹。
三、实验器材1. 白色玻璃板一块;2. 水盆一个;3. 阳光或人造光源;4. 毛巾或吸水纸;5. 记号笔。
四、实验步骤1. 将玻璃板平放在水盆中,使玻璃板的一端浸入水中,另一端露出水面。
2. 用记号笔在玻璃板露出水面的部分标记出玻璃板的长度。
3. 将人造光源或阳光照射到玻璃板上,调整光源与玻璃板的距离,使光线垂直照射到玻璃板上。
4. 观察玻璃板上的现象,记录彩虹的位置、颜色和形状。
5. 用毛巾或吸水纸将玻璃板上的水擦干净,重复实验步骤,观察彩虹现象是否发生变化。
6. 分析实验结果,得出结论。
1. 当阳光或人造光源照射到玻璃板上时,玻璃板上会出现一条彩色的光带,形状类似彩虹。
2. 光带颜色从上到下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
3. 改变光源与玻璃板的距离,彩虹的位置和形状会发生变化。
4. 擦干玻璃板上的水后,再次进行实验,彩虹现象依然存在。
六、实验结论1. 白光是由七种单色光组成的,即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
2. 玻璃彩虹的形成原理是:太阳光照射到玻璃板上,光线在玻璃表面发生折射和反射,经过玻璃内部的多次折射和反射,最终形成彩虹。
3. 改变光源与玻璃板的距离,彩虹的位置和形状会发生变化,这是因为光在介质中的传播速度不同,导致折射角度不同。
4. 本实验验证了光的折射和色散现象,为学习光学知识提供了直观的实验依据。
七、注意事项1. 实验过程中,注意安全,避免玻璃板破碎伤人。
2. 实验前,确保玻璃板清洁,以免影响实验结果。
光学全息实验报告
![光学全息实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/1fb11f47fe00bed5b9f3f90f76c66137ee064f96.png)
一、实验目的1. 了解光学全息的基本原理和实验方法。
2. 掌握光学全息实验的操作技能。
3. 通过实验观察全息图的记录和再现过程,加深对光学全息原理的理解。
二、实验原理光学全息是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体三维图像的技术。
全息照相的基本原理是将物体发出的光波与参考光束进行干涉,记录下物体的光波振幅和相位信息,从而形成全息图。
当全息图被适当的光照射时,可以再现物体的三维图像。
三、实验仪器1. 全息实验台2. 激光器3. 分束镜4. 反射镜5. 扩束镜6. 载物台7. 全息干板8. 显影液9. 定影液10. 暗房设备四、实验步骤1. 激光器发射的激光束经分束镜分成两束,一束作为参考光束,另一束作为物光束。
2. 物光束照射到被摄物体上,物体反射的光波与参考光束发生干涉,形成干涉条纹。
3. 干涉条纹记录在全息干板上,形成全息图。
4. 全息图经过显影和定影处理后,即可观察全息图的再现图像。
五、实验结果与分析1. 全息图的记录实验过程中,成功记录了被摄物体的全息图。
观察全息图,可以看到清晰的干涉条纹,表明实验过程顺利进行。
2. 全息图的再现在全息图上适当位置照射激光,可以观察到被摄物体的三维再现图像。
再现图像清晰、立体感强,与原物体相似。
3. 实验分析(1)全息图的记录:实验中,通过调整激光器、分束镜、反射镜等光学元件的位置,实现了参考光束和物光束的干涉。
干涉条纹记录在全息干板上,形成全息图。
(2)全息图的再现:在全息图上照射激光,参考光束与全息图上的干涉条纹发生干涉,形成再现光束。
再现光束与物光束具有相同的振幅和相位,从而再现被摄物体的三维图像。
六、实验总结1. 通过本次实验,成功掌握了光学全息的基本原理和实验方法。
2. 加深了对光学全息原理的理解,认识到全息技术在记录和再现三维图像方面的优势。
3. 提高了动手操作能力,为今后的科学研究奠定了基础。
七、实验展望光学全息技术在科学研究、工业生产、文化艺术等领域具有广泛的应用前景。
人造彩虹实验报告
![人造彩虹实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/5b79db6aef06eff9aef8941ea76e58fafbb0454d.png)
一、实验背景彩虹,是大自然赋予我们的一道美丽风景线。
然而,在日常生活中,我们很难亲眼目睹到如此壮观的景象。
为了让我们更直观地了解彩虹的形成原理,我们进行了一次人造彩虹的实验。
二、实验目的1. 了解彩虹的形成原理。
2. 掌握人造彩虹的制作方法。
3. 培养学生的动手能力和观察能力。
三、实验原理彩虹的形成原理是光的色散和反射。
当太阳光照射到空气中的水滴上时,光线会发生折射和反射,最终形成七种颜色的光带。
人造彩虹实验利用了这一原理,通过模拟雨后空气中的水滴,使光线在特定条件下发生色散和反射,从而形成彩虹。
四、实验材料1. 水盆一个2. 喷雾器一个3. 镜子一面4. 阳光充足的环境五、实验步骤1. 准备实验材料:将水盆、喷雾器和镜子准备好。
2. 选择实验地点:找一个阳光充足的地方,最好是在室外。
3. 在水盆中注入适量的清水,使水面保持平静。
4. 将镜子斜靠在水盆边,使镜子与水面的夹角约为45度。
5. 打开喷雾器,对着阳光方向喷水,使水雾形成一条直线。
6. 观察水雾与镜子之间的区域,注意观察彩虹的形成过程。
六、实验现象在实验过程中,我们可以看到以下现象:1. 当喷雾器喷出的水雾与阳光接触时,水滴会将阳光分解成七种颜色,形成一条美丽的彩虹。
2. 随着喷雾器喷水角度和速度的变化,彩虹的形状和位置也会发生变化。
七、实验结论1. 通过本次实验,我们成功地模拟了自然界的彩虹,了解了彩虹的形成原理。
2. 实验过程中,我们掌握了人造彩虹的制作方法,提高了动手能力和观察能力。
3. 实验结果表明,人造彩虹的形成与自然界的彩虹原理相同,都是由光的色散和反射形成的。
八、实验心得1. 通过本次实验,我们深刻体会到科学实验的魅力,激发了我们对自然现象的好奇心。
2. 实验过程中,我们学会了如何观察、分析实验现象,提高了我们的科学素养。
3. 本次实验让我们认识到,生活中处处都有科学,只要我们用心去发现、去探索,就能体会到科学的乐趣。
九、实验拓展1. 尝试使用不同的透明材料,如玻璃杯、塑料瓶等,观察彩虹的形成效果。
实验十六--彩虹全息图的制作
![实验十六--彩虹全息图的制作](https://img.taocdn.com/s3/m/b2f8a17c86c24028915f804d2b160b4e767f8195.png)
128 实验十六 彩虹全息图的制作实验目的制作彩虹全息图并在白光下观察其再现像。
实验方法第一步:对被照物体制作一个普通的全息图H 1,叫母全息图,见图1。
第二步:将已做好的全息图H 1用R 1*照明再现物体实像,利用此实像作为物(物光),加上参考光R 2及狭缝制作出第二块全息图H 2。
这第二块全息图H 2,具有彩虹的性质,也就是在用R 2*再现时,眼睛放在狭缝位置上可以看到物体的像,若在白光下再现,人眼沿着与狭缝垂直的方向改变观察方向,可看见不同颜色、五彩缤纷的像,如图2所示。
实验光路如图3所示。
实验步骤(制母板步骤省略)1.首先按图3调好光路。
2.放上已作好的母全息图,用R 1*再现原物体实像,可在实像处放一毛玻璃观察。
(这时可挡掉R 2)。
3.挡住物光,调节参考光R 2,使参考光R 2与物光波光强比约为3:1。
(可调连续分束镜或在参考光路中放置衰减镜)。
4.挡住光源,在实像面处放上全息干板,待稳定后进行曝光。
曝光时间,He -Ne 激光器功率40mW ,天津Ⅰ型全息干板为20秒左右,GYT 型干板为90秒左右。
全息干板图1 母全息图图2 第二块全息图1295.经显影、定影和漂白后的干板在白光下观察其再现现象。
注意事项1.狭缝大小和方向的选择:狭缝大小选取由虹全息来说希望越窄越好。
越窄色彩越纯,但太窄物光强太弱,不便观察,也不容易拍照。
至于狭缝方向水平放置与垂直放置均可,只是观察时移动方向不同,依习惯而定。
2.制作彩虹全息图时,参考光与物光光强比约为3:1。
且参考光与物光夹角不宜过大,以免影响衍射效率。
3.观察彩虹全息图的再现像应注意再现条件:白光方向必须是R 1*的方向,再者人眼须刚好置于狭缝原位置。
4.母全息图的制备可参考全息照相实验,为了便于再现实像和制作虹全息图,制作母全息图时物光与参考光的夹角不能太小,例如应在60︒以上,物与干板的距离也应适当选择。
实验原理下面我们稍微定量地讨论基元彩虹全息图的记录与再现。
光学全息实验报告
![光学全息实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b505c2357ed5360cba1aa8114431b90d6c8589b8.png)
光学全息实验报告实验目的通过进行光学全息实验,了解全息成像的原理和应用,并掌握全息光栅的制备和观察方法。
实验原理全息成像是利用光的干涉原理,通过记录物体的全部信息的方法,实现三维图像的重建。
全息成像相比于传统的平面成像具有更好的真实感和立体感。
光学全息实验主要包括两个步骤:全息光栅的制备和全息图像的观察。
全息光栅的制备1.准备光敏材料:将光敏材料涂覆在平整的玻璃片上,待其干燥。
2.制备物体和参考光:选择一个具有强反射或透射特性的物体,作为全息光栅的被记录物体。
同时,准备一束平行光线作为参考光。
3.曝光:将被记录物体和参考光同时照射在光敏材料上,使其发生干涉。
4.开发:将经过曝光后的光敏材料进行开发处理,使得干涉条纹被固定在材料中。
全息图像的观察1.准备光源:选取适当的光源,如白光源或激光光源。
2.照射全息光栅:将光源照射到制备好的全息光栅上。
3.观察光栅的衍射图样:调整观察角度,观察衍射图样的变化。
可以观察到被记录物体的三维图像。
实验步骤1.准备实验所需材料和设备。
2.制备光敏材料:将光敏材料均匀涂布在玻璃片上,使其干燥。
3.准备被记录物体和参考光:选择一个具有明显反射或透射特性的物体,放置在光敏材料的一侧。
同时,准备一束平行光线作为参考光,照射在光敏材料的另一侧。
4.曝光:将被记录物体和参考光同时照射在光敏材料上,保持适当的曝光时间。
5.开发:将经过曝光的光敏材料进行开发处理,使干涉条纹固定在材料中。
6.准备观察光源:选择适当的光源,如白光源或激光光源。
7.照射全息光栅:将光源照射到制备好的全息光栅上。
8.调整观察角度:通过调整观察角度,观察衍射图样的变化。
可以观察到被记录物体的三维图像。
实验结果与分析经过实验观察,我们得到了全息光栅的衍射图样。
通过调整观察角度,我们可以看到被记录物体的立体图像。
全息光栅具有更好的真实感和立体感,相比于传统的平面成像方法,可以更好地还原物体的三维形态。
实验总结通过本次实验,我们深入了解了光学全息成像的原理和应用。
彩虹光影游戏实验报告
![彩虹光影游戏实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/581e7d877e192279168884868762caaedd33ba32.png)
摘要:本实验旨在通过简单的光影游戏,探究光的折射和色散现象,并验证彩虹的形成原理。
通过实际操作,观察不同颜色光的产生和变化,加深对光学知识的理解和兴趣。
一、实验目的:1. 了解光的折射和色散现象。
2. 验证彩虹的形成原理。
3. 培养学生的动手操作能力和观察能力。
二、实验原理:当太阳光经过大气中的水滴时,会发生折射和色散现象。
不同颜色的光在折射时偏折角度不同,从而分解出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,形成彩虹。
三、实验器材:1. 水盆2. 平面镜3. 白色墙壁或白纸4. 太阳光或人造光源5. 彩色透光板6. 手电筒7. 彩色玻璃纸8. 拼图板四、实验步骤:1. 设置实验环境:- 在室内选择一面白色墙壁或白纸作为观察屏幕。
- 在水盆中盛满清水,确保水面平静。
2. 观察光的折射和色散现象:- 将平面镜斜放于水盆边缘,调整角度,使太阳光或人造光源照射到平面镜上。
- 观察平面镜反射的光线在水面上形成的彩色光带,记录下不同颜色出现的顺序。
3. 验证彩虹形成原理:- 将彩色透光板放置在水盆前方,观察透光板上的光线经过水面后的变化。
- 将彩色玻璃纸覆盖在水盆上方,观察光线通过玻璃纸后的颜色变化。
4. 制作彩虹拼图:- 使用拼图板,将不同颜色的透明片拼凑成彩虹形状,观察彩虹的形成过程。
5. 影子游戏:- 在阳光充足的地方,使用手电筒照射不同颜色的透明片,观察影子颜色的变化。
五、实验现象及分析:1. 在平面镜反射的光线中,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色依次出现,验证了光的色散现象。
2. 彩色透光板和水面上形成的彩色光带,以及彩色玻璃纸上的颜色变化,均表明光线在经过介质时会发生折射和色散。
3. 彩虹拼图和影子游戏进一步加深了对彩虹形成原理的理解。
六、实验结论:本实验通过观察光的折射和色散现象,验证了彩虹的形成原理。
通过实际操作,加深了对光学知识的理解和兴趣,培养了学生的动手操作能力和观察能力。
七、实验心得:通过本次实验,我深刻认识到光学知识的趣味性和实用性。
像全息与一步彩虹全息图
![像全息与一步彩虹全息图](https://img.taocdn.com/s3/m/ccc96ae210661ed9ac51f3b9.png)
像全息图与一步彩虹全息图【实验目的】1. 掌握像面全息图的记录和重现原理, 并制作一张像全息图, 在白光下观察其重现像;2. 掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法, 并制作一张一步彩虹全息图, 在白光下观察其重现的准单色像。
【实验仪器】He-Ne 激光器(40 mW 左右) 1台反射镜 1 个电子快门 1 个干板架 2 个分束镜 1 个待拍摄物体 1 个扩束镜 2 个载物平台 1 台Ø100 准直镜 1 个观察屏 1 个Ø100 成像透镜 1 个全息干板若干小块【实验原理】1. 像全息图将物体靠近记录介质, 或利用成像透镜使物体成像在记录介质附近, 或者使一个全息图重现的实像靠近记录介质, 都可以在引入参考光后记录到像全息图。
当物体的像正好位于记录介质面上时, 得到像面全息图。
它是像全息的一种特例。
在记录像全息图时, 如果物体靠近记录介质,则不便于引入参考光, 故通常采用两种成像方式产生像光波: 一种方式是采用透镜成像, 如图1所示;图1 像全息图的透镜成像记录方式另一种方式则是利用全息图的重现实像作为像光波, 这时需要对物体先记录一张菲涅耳全息图H1, 然后用原参考光波的共轭光波R* 照明全息图H1 , 重现出物体的实像O* , 再用此实像作为物记录像全息图H2。
因此第二种方式包括二次全息记录与一次全息重现, 过程比较繁杂。
本实验中只研究像全息图的第一种记录方式。
由于像面全息图是把成像光束作为物光波来记录, 相当于“ 物”与全息干板重合, 物距为零, 因此当用多波长的复合光波( 如白光)重现时, 重现像的像距也相应为零, 各波长所对应的重现像都位于全息图上, 将不出现像模糊与色模糊。
因此, 像全息图可以用扩展白光光源照明重现, 观察到清晰的像。
2. 彩虹全息图彩虹全息是像全息与狭缝技术相结合的产物, 因此彩虹全息图也和像全息图一样, 可以用白光照明重现物体的像。
彩虹全息图又分为一步彩虹全息图与二步彩虹全息图, 本实验研究一步彩虹全息图。
激光全息实验
![激光全息实验](https://img.taocdn.com/s3/m/db401ce1e53a580216fcfebb.png)
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
第二步
制作彩虹全息图 H2 以 H1的共轭实像为“物”,
通过狭缝 S 记录彩虹全息图 H2
记录
H2
S
R1*
O’
R2
H1
再现
彩虹全息图的单色光再现
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
用单色光再现(共轭光)
• 调整M2的位置,使参考光程和物光光程相 等。
• 参考光与物光的光强比在3:1—6:1间选择。
(3)关闭光开关,在干板架上放上全息干板, 稳定1min后利用曝光定时器控制光开关曝 光。
(4)将曝光后的全息干板在暗示进行常规的 显影、定影、水洗、干燥等处理,得一张 一张彩虹全息图。
(5)用白光源再现彩虹全息像,照明方向与 原参考光的方向一致,沿水平方向改变观 察位置,全息像的颜色将变化。垂直方向 改变观察位置,全息像将有立体感。
全反镜
物光
光程差=物光程-参考光程 物 体 全息干板
(3)使物光和参考光的光程大致相等
(4)调节物体位置,使物光和参考光的夹 角在30o~60o之间。
θ
θ=30o ~60o
移 动 物 体
(5)调节参考光与物光在全息干 版上照度比为3:1~7:1。
2、曝光
(1)遮光 (2)在盒中取出全息干(注意不要曝光)
(3)取下白屏换上全息干版,注意药膜面对着光。
(4)安静等待1到2分钟,等到整个系统稳定后,打 开曝光计时器开关进行曝光,曝光时间为数秒。
3、全息干版的冲洗
在照相暗室中,可在暗绿灯下操 作,整个过程不能用手触摸全息干版 的表面。
显影液
16像全息图与一步彩虹全息图-电子科技大学
![16像全息图与一步彩虹全息图-电子科技大学](https://img.taocdn.com/s3/m/dc296dd4f61fb7360a4c650a.png)
实验16 像全息图与一步彩虹全息图【实验目的】1、掌握透镜成像记录像全息图的原理,并制作一张像全息图,用白光再现观察其再现像。
2、掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法,并制作一张一步彩虹全息图。
【实验仪器】He-Ne激光器一台(30mW左右);扩束镜2只;φ100准直镜1只;φ100成像透镜1只;分束镜1只;观察屏1个;干板架1个;电子快门1个;待拍摄物体1个;载物平台一个;全息干板若干小块【实验原理】彩虹全息是一种白光透射全息图,它是由美国麻省理工学院教授本顿(Benton)于1969年首先提出的,后经美国宾夕法尼亚州立大学著名的美籍华人教授、光学专家杨振寰的进一步研究,有很大发展。
制作彩虹全息图的方法有两种,一种是本顿最初提出的二步法彩虹全息,另一种是杨振寰后来提出的一步法彩虹全息。
目前,彩虹全息技术已日益实用化,有商品在欧美市场出售。
此外,彩虹全息技术可以用来产生真彩色的全息像,永久性地保持彩色底片。
本实验将进行一步彩虹全息图的制作。
一步彩虹全息图在本质上是一种像面全息图,是像全息与狭缝技术相结合的产物。
为此,我们先对像面全息图作一简介。
图5-16-1 制作像面全息图的一种光路按图5-16-1所示光路拍摄的全息图即为像面全息图。
它与普通全息图的不同之处,是利用物体的像(而不是物体本身)与参考光发生干涉来记录全息图,再现像的位置就在全息图平面附近,可以用白光再现。
一步彩虹全息图与像面全息图在制作时的差别主要是,前者要在记录光路中适当的位置第 5 页插入一个狭缝,当再现物体的像时,狭缝的像也被再现出来。
如果用白光照射,当眼睛在狭缝像的位置观察时,可以看到物体相应于狭缝色彩(由红到蓝,可以由眼睛或全息图的移动而全部看到)的彩色像,故名彩虹全息图。
图5-16-2即为一步法制作彩虹全息图的光路,狭缝位于物体和成像透镜之间,既可置于透镜焦点之内,也可置于透镜焦点之外。
前一种情况使狭缝像与狭缝在透镜的同一侧;后一种情况使狭缝像在透镜的另一侧,得到物体的像是赝实像。
彩虹全息
![彩虹全息](https://img.taocdn.com/s3/m/59d8c066caaedd3383c4d366.png)
∆ 由上图可知, H 对这两种波长所产生的色散角为 ∆θ1 并有:
设∆H 在y方向的空间频率为η ,则由光栅方程可知
,
两式相除得
= θ 因为物点很靠近z轴,, I 很小,可令 cosθ I = 1, sin θ I ,0 于是上式简化为
在彩虹全息中,当然是 ∆λ 愈小愈好。这就要求:狭 缝窄(a小);观察距离远( z E 大);参考光束倾斜 度大,或者说全息图的空间频率较高等等。
1969年,本顿(Benton)受到全息图碎片可以再现完整 的物体像的启发,提出二步彩虹全息。 彩虹全息记录过程: 包括两次全息记录过程。首先,对要记录的物体摄制 一张菲涅耳离轴全息图H1,称为主全息图,记录光路如 下图所示:
第二步是用参考光的共轭光照明H1,产生物体的赝实 像。在H1的后面置一水平狭缝。实像与狭缝之间放置 全息干板H,用会聚的参考光R记录第二张全息图H, 这张全息图就叫彩虹全息图。过程如下图:
(2) 若全息图的透过率
t0 与(x,y)无关,为常数,即
照明光波通过全息图时,受到均匀吸收,仅仅是相位 被调制,可称为相位全息图。 相位全息图的制作可分为两种类型:一种是记录物质 的厚度改变,折射率不变,称为表面浮雕型。另一种 是物质厚度不变,折射率改变,称为折射率型。 (3) 相位全息图的性质 我们分析物光波和参考光波都是平面波的情况。 两束平面波相干涉产生基元光栅,我们在(5.4.1)式 中得出其光强分布公式为
在记录全息图H时,物光束受到狭缝S的限制,只是一 束细光束投射在H上,因而对应物点C`的信息在全息图 的y方向上只占一小部分 ∆H 。对于这一部分全息图,也 叫线全息图,如下图所示:
设狭缝宽为a,狭缝与H的距离为zs ,则线全息的宽度 为
彩虹全息图
![彩虹全息图](https://img.taocdn.com/s3/m/50067d2e5a8102d276a22f78.png)
• 眼睛观察时会发现像面是弯曲的 • 人眼在沿狭缝方向移动时,会发现全息像漂移 • 按全息图孔径计算的像差点的大小就是眼睛移动 观察时像点漂移距离
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彩虹全息图
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第九章
第3节
合成全息术
一、3600合成彩虹全息术 二、动态合成全息术
三、数字合成全息术
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第九章
第3节
合成全息术
一、3600合成彩虹全息术
狭缝宽度 a:大小适度,3~10mm
像点距离 z0: z0=0,色模糊为零 即像面全息图 人眼瞳孔D: 越小越好
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第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 线模糊
再现光源不是点光源,而引起全息像的模糊
C I c z0 lc
• 衍射受限
人眼的分辨率限度(角分辨率1')
取I c 0.1mm, 若lc 500mm, z0 5mm则C 10mm
移动观察位置,依次看到不同波长的像,不再
会出现色模糊,于是达到了白光再现的目的。
图10示
第九章 第2节
白光
彩虹全息图
图 示
H
11
第九章 第2节
彩虹全息图
彩虹全息术
1、概述 历史的回顾
1969年 1978年 以后 Benton(本顿)发明了二步彩虹全息 陈选、杨振寰(美籍华人)发明了一步彩虹全息 使方法简化,噪声降低 为扩大视场角、降低噪声,众多技术相继出现
en d 36
四、动态合成全息术举例
反射型 H2 的记录
R2 H2
x H1
y
R1* 动态反射全息图 H2 的记录原理示意图 The principle diagram for Recording the hologram H2
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光学设计性实验报告(一步彩虹全息)
姓名:
学号:
学院:物理学院
一步彩虹全息
摘要彩虹全息是用激光记录全息图, 是用白光再现单色或彩色像的一种全息技术。
彩虹全息术的关键之处是在成像光路( 即记录光路) 中加入一狭缝, 这样在干板上也会留下狭缝的像。
本文研究了一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理、一步彩虹全息图与普通全息图的区别和联系、一步彩虹全息的实验光路图,探讨了拍摄一步彩虹全息图的技术要求和注意事项,指出了一步彩虹全息图的制作要点, 得出了影响拍摄效果的佳狭缝宽度、最佳狭缝位置及曝光时间对彩虹全息图再现像的影响。
关键词:一步彩虹全息;狭缝;再现
1 光学实验必须要严密,尽可能地减少实验所产生的误差;
2 实验仪器
防震全息台激光器分束镜成像透镜狭缝干板架光学元件架若干干板备件盒洗像设备一套线绳辅助棒扩束镜2个反射镜2个
3 实验原理
3.1 像面全息图
像面全息图的拍摄是用成像系统使物体成像在全息底板上,在引入一束与之相干的参考光束,即成像面全息图,它可用白光再现。
再现象点的位置随波长而变化,其变化量取决于物体到全息平面的距离。
像面全息图的像(或物)位于全息图平面上,再现像也位于全息图上,只是看起来颜色有变化。
因此在白光照射下,会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。
3.2 彩虹全息的本质
彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像,使观察者通过狭缝像来看物体的像,以实现白光再现单色像。
若观察者的眼睛在狭缝像附近沿垂直于狭缝的方向移动,将看到颜色按波长顺序变化的再现像。
若观察者的眼睛位于狭缝像后方适当位置, 由于狭缝对视场的限制, 通过某一波长所对应的狭缝只能看到再现像的某一条带, 其色彩与该波长对应, 并且狭缝像在空间是连
续的。
观察者所看到的物体像具有连续变化的颜色, 像雨后天空中的彩虹一样, 因此这种全息图称为彩虹全息图。
一步彩虹全息图的记录光路是在三维照相的光路中,在记录干板与物体之间插入一个成像透镜和一个水平狭缝,把物体和狭缝的像一次记录下来,由于狭缝放置的位置不同,一步彩虹全息图的记录光路有两种;一种是赝像的记录光路,一种是真像记录光路。
3.2.1 赝像的记录光路
狭缝紧贴成像透镜后面放置,成像透镜只对物体成实像对狭缝不成实像,狭缝位于透镜焦点之内在焦点外成虚像。
用会聚光作参考光。
3.2.2 真像的记录光路
狭缝和物体O均放在透镜L的焦点以外,狭缝位于物体和透镜之间。
成像透镜对物体和狭缝均成实像,二者的像均在透镜的另一侧,物体的实像和狭缝的实像分别成在记录干板的前边和后边,物体的像离全息干板近一些。
3.3 彩虹全息真像纪录的参考光路
3.4 彩虹全息再现
白光被全息图衍射后即形成一簇从红到紫连续错开排列的彩色物像和色彩分立的狭缝实像。
由于狭缝像限制了衍射物光的传播方向和观察范围,观察者的瞳孔对准某一狭缝像只能看到一个准单色物像,所以狭缝起了滤波器的作用,有了它,彩虹全息图才可以用白光再现。
但是因视角受透镜孔径限制,狭缝又只允许一定方向和范围的物光通过,所以再现像只保留了沿缝方向的透视效果。
4 实验内容及操作步骤
一步彩虹全息图的记录与再现
1、设计光路,如图3所示;
2、布置和调整全息光路;(1)调激光束与工作台面平行
(2)调所有光学元件处于等高同轴位置处:使用辅助棒将所有元件调至等高且使各光学
元件的表面与激光束的主光线垂直即同轴(3)按设计的光路图摆设光路
①调整物光路和参考光光路,先不放狭缝和两个扩束镜。
构建好光路的整体框架。
对
于物光光路加入成像透镜L以后,在L的后方用毛玻璃寻找物体的实像。
透过L看实像,沿光轴方向移动物体,调整物距和像距,使人眼恰好能看到整个实像。
调整好后在实像后面一定位置放置干板架。
同时使参考光可以直接照射在玻璃片上
②分别在物光路和参考光路中放入扩束镜
③加入狭缝S,狭缝的宽度约1.5mm左右,通过狭缝的像观察物体的实像是否完整,若
狭缝的像左右不全,可适当加大狭缝宽度或更换较小的物体
④调整M2的位置,使参考光光程和物光光程相等,且参考光与物光的夹角大约在30度到45度之间
⑤参考光与物光的光强比在4:1~8:1间选择
3、曝光9秒
4、冲洗
先在显影液中显影至底片上黑白十分清晰后,放入清水中清洗,再在定影液中定影约5分钟,然后取片清洗
5、再现。
用白光源再现彩虹全息像。
5 实验结果
实验台的摆放情况如下图:
实验最后在灯光下看到的结果如下:
6注意事项
1、一定要使用辅助棒将各光学元件调到等高同轴位置处;
2、摆光路图时光线要在同一高度, 否则所测量的光程有误差; 物光光程与参考光要近似相等, 并尽可能地减小测量误差。
若误差大, 在记录干版上将记录不到物光和参考光的干涉条纹;
3、参考光与物光的夹角大约在30度到45度之间;
4、物像和底片的距离要大概是是两倍焦距,物体呈的像正好打在底片上,形成等大倒立的实像;
5、由于狭缝的作用, 物光明显减弱, 需很好地调整物光与参考光的光强比。
物光不能太弱, 否则干涉条纹的对比度会下降。
要尽可能使物光增强, 以缩短曝光时间。
曝光时间愈长, 对全息台的稳定性要求愈高。
如果曝光时间过长,
干涉条纹漂移, 将记录不到清晰的干涉条纹;
6、杂散光要挡掉, 否则干涉条纹的对比度下降, 再现时将得不到清晰的物体像;
7、曝光时,严禁有任何振动,否则会引起干涉条纹偏移,若干涉条纹偏移条纹间
距的一半时, 将记录不到干涉条纹;
8、显影时,要控制好显影时间。
显影时间既不能过短,也不能过长。
显影时间
过短或过长都会影响再现像的清晰度;
9、定影要充分;
7 实验讨论
1、一步彩虹全息图与全息照相和像面全息的区别与联系全息照相:是物反射
的光与参考光发生干涉;使用激光再现;
像面全息:是光通过物与干板之间放的凸透镜成的像与参考光发生干涉;使用
白光就可看见,但是效果并不明显;
一步彩虹全息:在像面全息的凸透镜与物之间放一个狭缝,起到空间滤波的作用,使衍射光与参考光发生干涉;使用白光就可再现;
同时,彩虹全息和像面全息均可以用白光照明再现。
二者的区别是像面全息的
记录成像光束的像面与记录干版的距离非常小,而彩虹全息则没有这种限制。
2、彩虹全息图的特点:
(1)可以用白光再现;
(2)再现像呈现彩虹状的彩色,但再现像的色彩与原物体的色彩无关,而仅与再现照明光包含的波长组分有关。
例如:用白炽灯照明和用日光灯照明,得到
的彩虹效果有很大差异;
(3)彩虹全息属于假彩色全息;
8 实验结论
1、狭缝愈窄, 再现像颜色愈纯。
但是狭缝过窄, 物光太弱, 会给记录带来麻烦。
一般狭缝宽度取1.5m m—2.5 m m 左右较为适宜;
2、透镜位于物体像与狭缝像之间, 再现时, 眼睛所看到的是透镜与狭缝共同作
用的效果;
3、曝光量及显影时间需很好地控制;
4、光程应适中,光程太长空气散射会影响效果;实验过程中要保持防震台的稳定性;
5、彩虹全息术的关键之处是在成像光路(即记录光路)中加入一狭缝。
这样在干板上也会留下狭缝的像。
当用白光再现时,可以限制再现光,降低像
模糊、减少噪声、提高被摄物的成像质量;
9 实验总结
第一次做全息照相时,理论和实际操作中有一些接不上,并没有意识到等高同
轴的调节对实验的重要性,在操作上有一些失误;经过老师和同学们的帮助进
一步了解了实验要领,能独立完成实验。
第二次做实验时(彩虹全息)对等高同轴调的非常好,参考光和物光的光程大
致相等,夹角适宜,同时使物与成像透镜距离大概是两倍焦距,物体呈的像正
好打在底片上,形成等大倒立的实像。
增大曝光时间至9秒,同时在老师的细
心指导下,最后拍出了成功的一步彩虹全息图。
10 感想体会
虽然这次实验并不是特别困难,但在实验中我们也遇到了一些问题,不过都最
终解决了。
通过这次的实验,我了解了彩虹全息的原理和实验方法,学会了一
步彩虹全息图的拍摄方法及拍摄技巧。
同时我深切地感受到做光学实验时一定
要细心、耐心,对整个实验必须有很好的整体把握,同时光学实验对每一步的
操作都有较为严格的要求,只有掌握了正确的方法才能实验成功。
光学实验马虎不得一定要严格按照实验步骤来做实验。