全息照相大学物理实验总结
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和实践,我们可以更深入地了解光的行为规律,为日后的光学研究和应用打下坚实的基础。
希望以上内容能对大家有所帮助,谢谢阅读!第2篇示例:全息照相大学物理实验总结全息照相是一种利用光的干涉原理来记录物体三维形状的技术,广泛应用于科学研究、医学成像、艺术创作等领域。
在物理学实验中,全息照相也是一个重要的实验项目,通过全息照相实验可以深入理解光的波动性和干涉原理,提高学生对光学现象的认识和理解。
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:全息照相大学物理实验总结大学物理实验总结——全息照相个人心得通过大学物理实验的课程学习,将物理理论与实践结合在一起,在这过程中能够发现很多的乐趣。
实际的实验操作,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物理现象探索的渴望。
给我印象深刻的实验有很多,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部信息。
它记录的不是物体的几何信息,而是物光与另一束与之相干的参考光抵达照相底片的干涉条纹。
所以,全息照片上一般看不到原物体的像,必须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。
普通照相通常是通过照相机物镜成像,在感光底片平面上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物质只对光的强度有响应,对相位分布不起作用,所以在照相过程中把光波的相位分布这个重要的信息丢失了。
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(因为同时记录下了物光的强度分布和相位分布,即全部信息),当以不同的角度观察时,就象观察一个真实的物体一样,能够看到像的不同侧面,也能在不同的距离聚焦。
实验过程中使用到的仪器主要有:激光全息实验台, He-Ne激光器,光开关及曝光定时器;其它需要的是:分束镜一个,扩束镜两个,全反射镜两个,被摄物体及放置物体的底座,全息干版及底架以及暗室效果。
拍好全息照相除了掌握它的原理步骤外,还有很多的关键点值得我们注意:(1) 具有一定功率的相干光源;具有稳定的操作平台;要有合适的光路;(2)搭光路时要注意光斑是否均匀;物光和参考光在屏上要重叠,放置干版时要与该位置一致;(3) 搭好光路后要检查光程差是否接近零、物光和参考光的夹角是否适当(30°至50°)、以及物屏距离是否合适(10至15cm)、各元件间的距离尽可能拉大些;(4) 装底片时,药膜面不能装反;曝光时,不得走动,不能用手触摸光学元件的光学面,不要随意搬动和取下被摄物;激光器开启后,不要中途关闭、直到实验完毕。
大学物理-全息照片实验报告
全息照片的摄制实验目的:了解全息照相原理,初步掌握全息图的技术;通过实验了解全息照相特点。
实验装置:防震台,激光器,电子定时器(快门),分束镜(BS),平面反射镜2个,扩束透镜2个,载物平台,物体,全息干板架,全息干板,线等。
实验原理:以波的干涉、衍射现象为基础,借助光与参考光的干涉把物光振幅和位相以干涉条纹形式记录在全息干板上,从而再现物体立体特征。
x=∑A i cos(n i=1ωi t +φi −2πr iλi ) d =λ2sin θ2实验步骤:一、 光路调节按照光路图布置光路光路调节要注意:调节仪器高度位置从而保证等高同轴,参考光、物光光程差小于 2cm (使用细线测量比照),两束光到干板的夹角θ<30°(如图所示),物光强于参考光(7:3)。
干板正对物体受光面。
加扩束镜(后放),使光束尽量刚好照满底片和物体(可用纸张放在物体后侧观察阴影位置以确保其处于光束正中间较明亮部位)。
加电子定时器(快门),根据情况设定曝光时间,尝试开启,能正常运作。
最后及时将各器件锁住。
二、全息照片的拍摄1. 将显影液、定影液分别倒入相应的盆中;2. 打开蘑菇灯,关闭照明灯,取下废底片,安装干板,乳胶层(因有感光颗粒而手感较涩的一面)朝向光线入射方向;3. 消振及拍摄各组同步,消振1分钟,曝光大部分2秒左右。
三、冲洗照片1. 将底片取下放入显影液,显影时间看底片变浅棕色即可停显,清水冲洗30秒;2. 定影5分钟,清水冲洗30秒;3. 烘干。
四、虚像再现将激光用扩束镜扩束,照亮照片,迎着光线看去,在合适位置可观察到被摄物虚像。
五、整理实验台冲洗完毕药液倒回原瓶,不可倒错混合。
清洗装药液盘子,仪器归位。
实验现象及解释:现象:观察到物体立体虚像。
解释:干板乳胶层处于物光和参考光形成的双曲面干涉光场内的感光部分在显影后析出银颗粒,形成具有反光性能的小反射镜群。
当用与光源方向相同的光照射此全息图,众多双曲镜面反射光的反射延长线就会交于一点,即物体虚像。
大学全息摄影实验报告
一、实验名称全息摄影实验二、实验目的1. 了解全息摄影的基本原理及其特点。
2. 学习全息摄影的拍摄方法和实验技术。
3. 了解全息摄影再现物像的性质、观察方法。
三、实验时间2023年10月27日四、实验地点物理与光电工程学院实验室五、实验仪器1. 全息摄影系统2. 全息干版3. 激光器4. 全息图底片5. 物体模型6. 记录仪7. 照相机六、实验原理全息摄影是一种利用光的干涉和衍射原理进行成像的摄影技术。
它将物体光波波前记录在感光材料(全息干版)上,形成全息图。
当用激光照射全息图时,由于衍射原理,全息图上的干涉条纹会重新激发出物体光波的波前,形成与原物体完全相同的三维像。
七、实验步骤1. 将全息干版固定在支架上,确保其平整。
2. 将物体模型放置在激光器前,调整激光器角度,使激光垂直照射物体模型。
3. 打开激光器,观察物体模型在激光照射下的反射光。
4. 将全息干版放在物体模型与激光器之间,调整距离,使激光在干版上形成干涉条纹。
5. 记录干涉条纹的形状和间距。
6. 关闭激光器,将干版放入显影液中,显影。
7. 显影完成后,将干版取出,进行定影处理。
8. 使用照相机拍摄全息图,记录全息图。
9. 将全息图放入激光器后,观察再现的三维像。
八、实验结果与分析1. 干版上形成的干涉条纹清晰,间距均匀,符合全息摄影的要求。
2. 显影和定影过程中,干版上的干涉条纹没有明显变形,表明实验操作规范。
3. 拍摄的全息图清晰,再现的三维像与物体模型基本一致。
4. 在观察再现的三维像时,发现图像存在一定的畸变,可能是由于拍摄距离和角度的影响。
九、实验心得1. 全息摄影实验让我对全息摄影的基本原理有了更深入的了解。
2. 在实验过程中,我掌握了全息摄影的拍摄方法和实验技术。
3. 通过实验,我认识到全息摄影在光学、物理等领域具有广泛的应用前景。
4. 在实验过程中,我注意到了一些细节问题,如激光器角度的调整、干版与物体模型的距离等,这些对实验结果有重要影响。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结实验名称:全息照相实验目的:通过实验了解全息照相的基本原理和应用,并掌握全息照相的实验方法和技巧。
实验仪器和材料:全息照相装置、激光器、照相底片等。
实验步骤:1. 准备实验仪器和材料;2. 在实验室中搭建全息照相装置;3. 调整激光器,使其产生平行光束;4. 将被摄物体放置在合适的位置,并安装照相底片;5. 打开激光器,照射被摄物体,使其反射的平行光束照射到照相底片上;6. 关闭激光器,取下照相底片;7. 进行冲洗、显影和定影等处理;8. 查看全息照片,分析实验结果。
实验结果:经过实验,我们成功得到了全息照片,并观察到全息照片上的物体具有立体效果和拓扑衍射现象。
经过分析,我们得出了以下结论:1. 全息照相是利用光波的干涉和衍射原理记录物体的全息图像;2. 全息照相具有三维立体感,可以更真实地还原物体的形状和外貌;3. 全息照相可应用于多个领域,如全息显微术、全息存储等。
实验建议:在今后的实验中,可以尝试使用不同的光源和照相底片,探索全息照相实验的更多可能性。
可以深入了解全息照相相关的理论知识,为今后进一步研究和应用全息照相打下坚实的基础。
实验教师年度工作总结:在过去的一年里,我在教学工作中努力工作,取得了一定的成绩。
以下是我对自己教学工作的总结和反思:一、备课工作:在备课工作中,我始终坚持以学生为中心的原则,根据教学大纲和学生的实际情况,合理设计了教学内容和教学方法。
我充分利用各种教学资源,如教材、课件、多媒体等,使课堂教学更具有实效性和趣味性。
二、课堂教学:在课堂教学中,我注重启发式教学,在培养学生的独立思考和解决问题能力方面取得了不错的效果。
我充分利用实践和探究的方式,使学生更好地理解和掌握物理知识。
我注重与学生的互动,提高了课堂氛围和学习效果。
三、作业批改:我在批改作业过程中,注重及时反馈学生的学习情况,并与学生进行面对面的交流和讨论。
我也积极借鉴学生的建议和意见,不断改进自己的教学方法和方式。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结我设计了一系列全息照相实验,涵盖了从基础理论到高级应用的多个方面。
在实验中,我注重让学生自己动手实验,亲身体验实验的过程,培养他们的实际操作能力。
在第一次实验课中,我引导学生使用全息照相仪器和激光器进行简单的全息照相实验,并通过实验结果解释了全息照相的原理。
而在后续的实验中,我设计了更加复杂的实验项目,如全息干涉实验、全息照相应用等,以帮助学生更深入地理解全息照相的原理。
我注重学生的实验数据分析能力的培养。
在实验课程中,我要求学生及时记录实验数据,并进行数据处理。
在实验后,我组织了讨论,引导学生对实验数据进行分析和解释,并提出他们的独立见解。
通过这样的实践,学生们不仅对全息照相的原理有了更深入的理解,还锻炼了他们的科学思维和实验数据分析能力。
我还通过组织实验报告的撰写,培养了学生的科研能力和综合素质。
在每个实验结束后,我要求学生撰写实验报告,详细介绍实验的目的、原理、实验过程和结果分析等内容。
在撰写实验报告的过程中,学生们不仅深入思考实验问题,还需要查阅相关资料和进行数据分析。
通过这样的实践,学生们提高了自己的科研能力和综合素质,为以后的科研工作打下了基础。
在本学期的实验教学中,我也发现了一些存在的问题和不足之处。
由于实验设备和仪器的限制,学生们在实验过程中遇到了一些困难,如设备使用不熟练、实验数据的稳定性等。
这些问题对学生的实验体验造成了一定的影响。
实验内容的设计有时过于复杂,导致有些学生难以理解和完成实验任务。
在今后的实验教学中,我需要更加注重实验设备和仪器的维护,并根据学生的实际情况调整实验内容,使实验更加符合学生的学习需求。
通过本学期的全息照相实验教学,学生们不仅学会了基本的实验技能,还深入了解了全息照相的原理和应用。
通过实验数据的分析和实验报告的撰写,学生们提高了自己的科研能力和综合素质。
也有一些问题和不足之处需要改进。
在今后的教学工作中,我将进一步改进实验教学方法,提高学生的实验技能和实验思维,使实验教学更加高效和有益。
全息照相大学物理实验总结8篇
全息照相大学物理实验总结8篇篇1引言全息照相技术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。
在大学物理实验中,我们通过实验操作,对全息照相技术有了更深入的了解和掌握。
本文将对全息照相的实验过程进行总结,并分析实验结果及结论。
一、实验原理全息照相的原理是利用光的干涉和衍射原理,通过记录物体发出的光波的振幅和相位信息,再利用这些信息还原出物体的三维图像。
在实验中,我们需要使用激光器发出激光,照射到物体上,物体反射的光波会携带物体的振幅和相位信息。
这些信息会被记录在全息胶片上,形成全息图。
二、实验步骤1. 准备实验器材:包括激光器、全息胶片、支架、物体(如字母表、小物件等)。
2. 安装激光器:将激光器固定在支架上,调整激光器的角度和位置,使其发出的激光能够照射到物体上。
3. 放置全息胶片:将全息胶片放置在激光器和物体之间,调整全息胶片的位置和角度,使其能够记录物体发出的光波信息。
4. 照射物体:打开激光器,照射物体,使物体反射的光波照射到全息胶片上。
5. 记录全息图:当全息胶片记录足够的光波信息后,关闭激光器,并将全息胶片取出保存。
6. 再现图像:将全息胶片放置在再现台上,利用激光器发出的再现光照射全息胶片,即可观察到物体的三维图像。
三、实验结果及分析1. 全息图记录结果:通过实验操作,我们成功记录了物体的光波信息,形成了全息图。
全息图上的条纹清晰可见,分布均匀。
2. 再现图像结果:当我们使用再现光照射全息胶片时,能够清晰地观察到物体的三维图像。
图像的立体感强,细节清晰可见。
3. 实验误差分析:在实验过程中,可能存在一些误差因素影响实验结果。
例如,激光器的角度和位置调整不准确可能导致光波信息记录不完整;全息胶片的位置和角度调整不准确可能导致图像变形或模糊等。
因此,在实验过程中需要仔细调整实验器材的位置和角度,以获得最佳的实验结果。
四、结论与展望通过本次全息照相大学物理实验,我们深入了解了全息照相技术的原理和实验过程。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结一、引言本人是某某大学物理实验教师,主要负责教授学生进行全息照相实验。
在过去的一年中,我尽心尽力地进行教学工作,通过自身努力和创新,取得了一定的成绩。
下面将对本人在全息照相实验方面的教学工作进行总结和分析。
二、教学内容总结全息照相是一种利用光的相位信息来进行图像记录和再现的技术。
在这门实验课中,我主要教授学生有关全息照相的基本原理、实验装置的搭建、实验步骤和数据处理等内容。
通过实验,学生们可以深入了解光的波动特性、干涉现象以及光的信息存储与再现的原理。
在教学中,我始终坚持“理论联系实际、学以致用”的原则,引导学生通过实验操作来巩固理论知识,提高实践能力。
三、教学方法总结1. 突出实验操作:在教学中,我注重引导学生亲自动手搭建实验装置,进行实验操作,提高学生的动手能力和实际操作能力。
2. 注重案例分析:通过实验案例分析,引导学生思考实验现象背后的物理原理,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3. 多媒体辅助教学:运用多媒体技术辅助教学,展示实验过程和实验现象,直观地向学生展示实验中的物理现象和规律。
四、教学成果总结通过一年的教学,我取得了一定的教学成果:1. 学生实验操作能力得到提高:学生们通过实验操作,能够熟练地搭建全息照相装置,进行实验数据的记录和处理,初步掌握了全息照相实验的基本技能。
2. 学生实践能力和创新能力得到锻炼:通过教学,激发了学生的实践能力和创新能力,鼓励他们在实验中提出新的思路和方法。
3. 学生成绩明显提升:通过实验课程的学习,学生的物理实验成绩得到了明显的提升,各方面成绩均有所提高。
五、教学不足总结在教学过程中,也存在一些不足之处:1. 对学生实验安全教育工作不够到位:在实验操作中,学生的实验安全意识有待进一步加强。
2. 对学生动手能力和创新能力培养不够:在实验中,学生的动手能力和创新能力有待进一步培养和提高。
3. 实验装置的维护保养工作不够:实验装置的维护保养工作不够到位,对实验装置的使用寿命和使用效果有一定的影响。
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: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___2013.3.6___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:实际上没有任何一种感光材料可以直接记录光波的位相,在全息摄影中我们利用光的干涉原理来记录光波的振幅和位相信息。
如右图所示,激光器L发出的激光由分束镜BS将光线一分为二,透射光线经反射镜M2反射再经过扩束后照射在被摄物体上,这束光线称为物光(O光);反射光线经反射镜M1反射再经过扩束后直接照射在感光材料上,因而称为参考光(R光);两束光线在P处相干并形成干涉条纹,这些条纹记录了物光的所有振幅和位相信息。
全息摄影实验实验报告
全息摄影实验实验报告全息照相实验实验报告物理与光电工程学院光电信息技术实验报告姓名:张皓景学号:20111359069班级:光信息科学与技术专业2011级2班实验名称:全息照相实验任课教师:裴世鑫一、实验目的1(了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。
2(学习全息照相的拍摄方法和实验技术。
3(了解全息照相再现物像的性质、观察方法。
二、实验仪器三、实验装置示意图45底片图1 全息照相光路四、实验原理全息照相是一种二步成像的照相技术。
第一步采用相干光照明,利用干涉原理,把物体在感光材料(全息干版)处的光波波前纪录下来,称为全息图。
第二步利用衍射原理,按一定条件用光照射全息图,原先被纪录的物体光波的波前,就会重新激活出来在全息图后继续传播,就像原物仍在原位发出的一样。
需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体,而是与原物完全相同的一个三维像。
1(全息照相的纪录——光的干涉由光的波动理论知道,光波是电磁波。
一列单色波可表示为:x?Acos(?t???2?r?) (1)式中,A 为振幅,ω 为圆频率,λ 为波长,φ 为波源的初相位。
一个实际物体发射或反射的光波比较复杂,但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加:x??Acos(?it??i?i?1n2?ri?i) (2)因此,任何一定频率的光波都包含着振幅(A)和位相(ωt+φ-2πr/λ)两大信息。
全息照相的一种实验装置的光路如图(1)所示。
激光器射出的激光束通过分光板分成两束,一束经透镜扩束后照射到被摄物体上,再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上,这部分光叫物光。
另一束经反射镜改变光路,再由透镜扩大后直接投射到全息干版上,这部分光称为参考光。
由于激光是相干光,物光和参考光在全息底片上叠加,形成干涉条纹。
因为从被摄物体上各点反射出来的物光,在振幅上和相位上都不相同,所以底片上各处的干涉条纹也不相同。
强度不同使条纹明暗程度不同,相位不同使条纹的密度、形状不同。
全息照相实验报告(完全版)
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 C6.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,保证全息照片的清晰度和反差。
另外,在曝光时系统要稳定。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
本学期,我作为实验教师,负责指导全息照相大学物理实验。
该实验项目包含了理论知识和实际操作相结合的内容,通过此实验,学生们得到了许多实践经验以及与理论知识的结合。
在此,我要对该实验进行总结。
一、实验目的
全息照相实验是一项先进的光学实验,旨在通过该实验,使学生进一步了解光学领域中的重要概念,如干涉、衍射和解释波动。
此外,该实验通过让学生手动操作照相技术和使用光电探测器来捕捉干涉模式,增强学生的实践能力。
二、实验流程
该实验分为三个部分:制作全息照相板、全息照相板照相和光电效应。
在第一部分,学生们学会如何制作全息照相板度,该部分主要包括制备全息照相板的准备工作、涂覆光敏液体和曝光。
在第二部分中,学生们通过光的反射和干涉,学习成像并制作全息照片。
在第三部分中,学生们使用光电探测器观察光电效应,实验旨在加深他们对电子热力学和波动机理的理解。
三、实验收获
通过本实验,学生们获得了实践经验和理论知识,并进一步了解了如何将理论应用于实践。
此外,该实验培养了学生们的观察力和判断力,并提高了学生们的科学素养和灵活性。
最后,实验结果表明,学生们的实验技巧、判断能力和探究精神已经显著提高。
总的来说,全息照相实验是一项非常有益的实践项目,能增强学生对理论知识和实际操作的理解,并帮助学生培养实践能力和科学素养。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结一、实验目的:通过全息照相实验,加深学生对光学原理的理解,提高学生的实验操作能力和科学素养,培养学生的实验精神和创新意识。
二、实验原理:全息照相是一种记录并再现物体全部信息的方法。
通过干涉的原理,将物体的光波场记录在一块介质中,使得在再现时,不仅能还原物体的形状,还可以还原原物体的相位信息。
全息照相实验主要通过以下步骤实现:1. 准备工作:调整激光光源、准直器和样品台的位置,使得激光照射到样品上并通过准直器成为平行光。
2. 全息照相记录:将光波场记录在介质上,使得记录介质上的折射率发生变化。
3. 振镜再现:使用振镜扫描的方法再现全息图像,将光波场重新还原成物体的形状和相位信息。
三、实验仪器和材料:1. 激光光源:用于提供高亮度、单色性好的光源。
2. 准直器:用于调整激光的方向和尺寸。
3. 样品台:放置样品并调整样品位置。
4. 全息记录介质:用于记录光波场的介质。
5. 振镜再现装置:用于再现全息图像。
四、实验步骤:2. 调整样品位置,使得样品平行于光的传播方向。
3. 使用全息记录介质记录光波场,记录介质放置于样品后方适当位置。
4. 使用振镜再现装置再现全息图像,观察再现效果,并调节振镜位置以获得清晰的再现图像。
五、实验结果与分析:通过实验操作,我们成功记录并再现了样品的全息图像。
在再现过程中,我们观察到了全息图像具有良好的空间分辨率和相位信息的还原。
这表明全息照相可以记录并再现物体的全部信息,包括形状和相位信息。
我们还观察到了全息图像的双光束干涉效应,这也验证了全息照相的原理。
六、实验总结:通过本次实验,我们加深了对全息照相原理的理解,提高了实验操作能力。
我们也意识到全息照相在科学研究和工程应用中具有重要意义,能够记录并再现物体的全部信息,应用前景广阔。
在今后的学习和科研中,我们将继续努力,加强实验技能的培养和理论知识的积累,为将来的科学研究和工程应用打下坚实的基础。
全息照相物理实验报告
全息照相物理实验报告全息照相物理实验报告引言:全息照相是一种利用激光光源记录并再现物体三维信息的技术。
它在物理学和光学领域具有重要的应用价值。
本实验旨在通过实际操作,了解全息照相的原理和实验过程,并观察全息图像的特点。
实验材料和仪器:1. 激光器:用于产生相干光源的激光器,波长为632.8纳米;2. 全息板:用于记录和保存全息图像的特殊光敏材料;3. 物体:选择具有明显轮廓和细节的物体,如一个小雕塑;4. 干燥器:用于保持全息板的干燥状态;5. 光学台:用于支撑和调整实验仪器。
实验步骤:1. 准备工作:将全息板放入干燥器中,确保其表面干燥无尘;2. 激光照明:将激光器调整至合适的位置和角度,照射到全息板上;3. 物体设置:将物体放置在激光器的照射范围内,调整物体的位置和角度,使其轮廓清晰可见;4. 曝光时间:调整激光器的曝光时间,使物体的全息图像能够被完整地记录在全息板上;5. 感光过程:将全息板从干燥器中取出,放置在黑暗的环境中,进行感光过程;6. 固定全息图像:将感光后的全息板放入定影液中,固定全息图像;7. 冲洗全息板:用流动的水冲洗全息板,去除定影液的残留物;8. 干燥全息板:将冲洗后的全息板放入干燥器中,使其完全干燥;9. 全息图像再现:将全息板放入适当的光源下,观察并记录全息图像的再现效果。
实验结果和讨论:通过以上实验步骤,我们成功地记录并再现了一个小雕塑的全息图像。
观察全息图像时,我们发现它具有以下特点:1. 三维效果:与传统的二维照片不同,全息图像具有明显的三维效果。
观察时,我们可以从不同的角度看到物体的不同部分,仿佛物体真实地悬浮在空中。
2. 深度感:全息图像中的物体具有明显的深度感。
我们可以清晰地看到物体前后的空间关系,感受到物体的远近。
3. 全息干涉条纹:全息图像的背景通常会出现干涉条纹,这是由于全息照相原理中的干涉效应所导致的。
这些干涉条纹增加了全息图像的艺术感和科学美感。
全息照相物理实验报告
一、实验目的1. 了解全息照相的基本原理和操作方法。
2. 掌握全息照相的拍摄技巧和数据处理方法。
3. 观察并分析全息图像的再现效果。
二、实验原理全息照相是一种利用光的干涉和衍射原理,将物体的三维信息记录在感光材料上,并通过特定的光照条件再现物体的三维图像的摄影技术。
其基本原理如下:1. 干涉原理:全息照相利用两束相干光(参考光和物光)的干涉,在感光材料上形成干涉条纹,这些条纹记录了物体的三维信息。
2. 衍射原理:再现时,利用衍射原理,使全息图上的干涉条纹重新形成干涉,从而再现物体的三维图像。
三、实验仪器与材料1. 全息实验台2. 激光器(氦氖激光器)3. 分束器4. 反射镜5. 扩束镜6. 载物台7. 被摄物8. 快门9. 干板架10. 全息干板11. 显影液12. 定影液13. 暗房设备四、实验步骤1. 搭建实验装置:按照实验要求,将全息实验台、激光器、分束器、反射镜、扩束镜、载物台等设备安装调试好。
2. 拍摄全息图像:- 将被摄物放置在载物台上,调整其位置和角度,使参考光和物光能够同时照射到被摄物上。
- 打开激光器,调整光路,使参考光和物光在分束器处汇合,形成干涉条纹。
- 调整干板架的高度,使全息干板与干涉条纹垂直。
- 打开快门,曝光一段时间,记录下干涉条纹。
3. 冲洗全息干板:- 将曝光后的全息干板放入显影液中,进行显影处理。
- 显影完成后,将干板放入定影液中,进行定影处理。
4. 观察再现图像:- 将冲洗好的全息干板放置在光源前,调整光源的角度和距离,观察再现的三维图像。
五、实验结果与分析1. 全息图像的拍摄:通过调整被摄物、参考光和物光的位置和角度,成功拍摄到全息图像。
2. 冲洗全息干板:按照实验要求,对全息干板进行显影和定影处理,得到清晰的全息图像。
3. 再现图像:通过调整光源的角度和距离,成功再现被摄物的三维图像。
六、实验结论1. 全息照相是一种记录和再现物体三维信息的高新技术,具有广泛的应用前景。
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。
2. 调整仪器时需要小心操作,避免损坏实验仪器。
3. 实验结束后,需要及时清理实验现场,保持实验室的整洁。
通过本次实验,我们对全息照相技术有了更深入的了解,相信在今后的学习和科研中,我们能够更好地运用全息照相技术,为科学研究和工程应用做出更大的贡献。
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:实际上没有任何一种感光材料可以直接记录光波的位相,在全息摄影中我们利用光的干涉原理来记录光波的振幅和位相信息。
如右图所示,激光器L发出的激光由分束镜BS将光线一分为二,透射光线经反射镜M2反射再经过扩束后照射在被摄物体上,这束光线称为物光(O光);反射光线经反射镜M1反射再经过扩束后直接照射在感光材料上,因而称为参考光(R光);两束光线在P处相干并形成干涉条纹,这些条纹记录了物光的所有振幅和位相信息。
全息照相大学物理实验总结
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___ .3.6___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:实际上没有任何一种感光材料可以直接记录光波的位相,在全息摄影中我们利用光的干涉原理来记录光波的振幅和位相信息。
如右图所示,激光器发出的激光由分束镜B 将光线一分为二,透射光线经反射镜 2反射再经过扩束后照射在被摄物体上,这束光线称为物光( 光);反射光线经反射镜 1反射再经过扩束后直接照射在感光材料上,因而称为参考光( 光);两束光线在处相干并形成干涉条纹,这些条纹记录了物光的所有振幅和位相信息。
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篇篇1一、实验目的本次大学物理实验的主要目的是掌握全息照相的基本原理、技术及其相关应用。
通过实验操作,加深对波动光学知识的理解,培养实验技能与创新意识。
二、实验原理全息照相是一种利用光的干涉与衍射原理记录物体三维信息的技术。
全息照片上记录着物体光波的振幅与相位信息,通过复现过程,可以再现物体的三维立体图像。
本次实验将通过实际操作,了解全息照相的实验步骤及注意事项。
三、实验步骤1. 准备实验器材:激光器、全息底片、干涉仪、待拍摄物体等。
2. 调整激光器与干涉仪,使其产生相干光束。
3. 将待拍摄物体置于相干光束之间,记录物体光波的振幅与相位信息。
4. 曝光后的全息底片进行显影、定影处理。
5. 在特定的角度与光源下,观察全息照片,再现物体的三维立体图像。
四、实验结果与分析1. 实验结果经过实验,我们成功拍摄了全息照片,并在特定条件下成功复现了物体的三维立体图像。
实验过程中,我们观察到了清晰的干涉条纹,验证了光的干涉现象。
同时,通过对全息照片的再现,验证了全息照相技术的有效性。
2. 实验分析在实验过程中,我们需要严格控制实验条件,如光源的稳定性、干涉仪的调整等。
此外,全息底片的处理也是实验成功的关键。
显影、定影过程中的温度、时间等因素都会影响实验效果。
在实验过程中,我们还需了解全息照相技术的局限性,如拍摄角度、光源波长等对再现图像的影响。
五、实验总结本次大学物理实验让我们深入了解了全息照相的基本原理与技术。
通过实验操作,我们掌握了全息照相的实验步骤及注意事项,验证了光的干涉现象和全息照相技术的有效性。
同时,实验过程中也锻炼了我们的实验技能与解决问题的能力。
在实验过程中,我们需要注意以下几点:首先,要严格控制实验条件,确保实验的准确性;其次,要熟练掌握实验器材的使用,确保实验安全;最后,要善于观察、分析实验结果,得出正确的结论。
通过本次实验,我们不仅学到了全息照相技术的基本知识,还了解了其在实际应用中的价值。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结实验名称:全息照相实验实验目的:通过全息照相实验,让学生了解全息照相的基本原理、方法和应用,并培养学生的动手实验能力和科学研究精神。
实验原理:全息照相是一种记录和再现物体波前信息的光学方法。
实验中,利用激光光源照射物体,将激光光束分为参考光束和物体光束,然后将两束光束交叉照射到全息照相干涉记录介质上,形成全息图。
再经过适当的照明,可以再现出原来的物体的全息图。
实验仪器:本实验采用全息照相仪、激光光源、全息照相干涉记录介质等仪器。
实验步骤:1. 准备工作:检查全息照相仪和激光光源是否正常,准备全息照相干涉记录介质。
2. 调试全息照相仪:将激光光源接通,调试全息照相仪,使其能够正常进行全息照相记录。
3. 进行全息照相实验:选择准备好的物体,将其放置在全息照相仪的适当位置,对其进行全息照相记录。
4. 全息图再现:利用适当的照明条件,再现出原来物体的全息图,并观察其效果。
实验结果:1. 成功记录了多组物体的全息图,并成功再现出其原貌。
2. 观察到全息图的立体感强,光泽度高,再现效果很好。
实验中还存在的问题及改进措施:1. 实验中对全息照相干涉记录介质的处理不当,导致记录效果不佳,需要加强学生对介质的使用方法的培训。
2. 实验过程中学生的安全意识不强,需要加强安全教育,确保实验操作的安全进行。
本学年,我一直致力于教学工作,认真备课,积极探索教学方法,努力提高教学质量。
在教学过程中,我注重培养学生的创新能力和实践能力,关注学生的学习情况,全面发展学生的素质。
在物理实验教学方面,我认真组织实验课程,注重培养学生动手实验和科学研究的能力。
我不断改进实验教学方法,注重培养学生的实验设计能力和实验操作技能,引导学生进行科学探究和创新实践。
通过组织全息照相实验等实验课程,让学生了解物理实验的基本原理和方法,培养了学生的动手实验能力和科学研究精神。
在学生管理方面,我注重与学生建立良好的师生关系,关心学生的成长和发展。
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全息照相大学物理实验总结篇一: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___2013.3.6___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:实际上没有任何一种感光材料可以直接记录光波的位相,在全息摄影中我们利用光的干涉原理来记录光波的振幅和位相信息。
如右图所示,激光器L发出的激光由分束镜BS将光线一分为二,透射光线经反射镜M2反射再经过扩束后照射在被摄物体上,这束光线称为物光(O光);反射光线经反射镜M1反射再经过扩束后直接照射在感光材料上,因而称为参考光(R光);两束光线在P处相干并形成干涉条纹,这些条纹记录了物光的所有振幅和位相信息。
数学表达式如下:物光为:参考光为:两光相干后总光强为:两光相干后总光强的表达式说明全息图中包念着物光的振幅和位相信息,它们全部被记录在感光材料上,并以干涉条纹的形式表现出来。
感光材料(全息干板或胶片)经过曝光、显影和定影后,即可得到一张菲涅耳全息图。
2.全息相片的再现过程:将制作好的全息图放回原处,遮挡住物光(则透过这张全息图的光强为:)并取走被摄物体,用原参考光照明,上式中的第二项与原物光光波只相差一个系数R,这说明通过全息图的出射光包含原物光的全部信息。
所以我们透过全息图可以看到在原来放置物体的地方有物体的虚像,就像物体没有被取走一样。
如右图所示。
物体的虚像具有明显的视差效应,当人们通过全息图观察物体的虚像时,就像通过一个“窗口”观察真实物体一样,具有强烈的三维立体感。
当人眼在全息图前面左右移动或上下移动时,我们可以看到物体的不同部位。
即使全息干板破损、变小,但原物光的信息还保存在干涉条纹之中,所以我们通过参考光的照射同样可以看到物体的虚像,只是大小发生了变化。
【实验内容】(1)在全息干板支架上固定白屏或毛玻璃,调节扩束镜C1使物光均匀地照射在被摄物体上,调节物体的方位使物体漫反射光的最强部分均匀地照射在白屏上。
调节扩束镜C2使参考光均匀地照射在整个白屏上。
这时物光和参考光在白屏上完全重叠。
(2)完全挡住光源。
拿掉全息干板支架上的白屏,换上全息干板,并将药膜面(手感发涩)朝着光的方向安装在全息干板支架上。
稳定1 ~ 2min后开始曝光,曝光60秒。
(3)将曝光后的全息干板在暗室内进行常规的显影、停显、定影、水洗、干燥等处理,即可得到一张漫反射的三维全息图。
(4)将冲洗好的全息图放回到干板支架上,拿去被摄物体,挡住物光,用原参考光照明全息图,在其后面观察重现的虚像。
我们可以看到在原来放置被摄物体的地方有一虚像,人眼上下左右缓慢地移动,可以看到物体的各个部位。
将全息图挡去一部分,观察虚像有何变化。
注意事项:曝光时注意不要碰台面;不要坐着进行实验,以免眼睛灼伤。
【原始数据】【数据处理】【实验数据分析】【思考题】1. 普通照相与全息照相的区别是什么?答:普通的照相利用透镜成像原理,在感光胶片/器件上记录反映被摄物体表面光强变化的表面像,从照片中看到的拍摄物是平面的。
而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,因而全息照相不仅记录了被摄物体的反射光波强度(振幅),还记录了反射光波的相位信息。
用激光照射,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。
2. 为什么每一个碎片都能产生完整的像?答:全息照相是由单色光(一般用激光)的衍射条纹组成的,每个面积上都记录有“全部信息”。
篇二:全息照相实验报告全息照相实验报告程子豪 2010035012 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:2.1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。
2、衍射再现物光波前的再现利用了光波的衍射。
用一束参考光(在大多数情况下是与记录全息图时用的参考光波完全相同)照射在全息图上,就好像在一块复杂光栅上发生衍射,在衍射光波中将包含有原来的物光波,因此当观察者迎着物光波方向观察时,便可看到物体的再现像。
这是一个虚像,它具有原始物体的一切特征。
此外还有一个实像,称为共轭像。
应该指出,共轭波所形成的实像的三维结构与原物并不完全相似。
2.2双曝光全息技术用于微小位移(形变)的测量:图一双曝光法光路图(上述文字节选自《利用双曝光全息干涉场测物体微小位移》的论文)2.3、像面全息的实验原理:将物体靠近全息记录介质,或利用成像系统将物体成像在记录介质附近,再引入一束与之相干的参考光束,即可制作像全息图。
当物体紧贴记录介质或物体的像跨立在记录介质表面上时,得到的全息图称为像面全息图。
因此,像面全息图是像全息图的一种特例。
像面全息图的特点是可以用宽光源和白光再现。
对于普通的全息图,当用点光源再现时,物上的一个点的再现像仍是一个像点。
若照明光源的线度增大,像的线度也随之增大,从而产生线模糊。
计算表明,记录时物体愈靠近全息图平面,对再现光源的线度要求就愈低。
当物体或物体的像位于全息图平面上时。
再现光源的线度将不受限制。
这就是像面全息图可以用宽光源再现的原因。
全息图可以看成是很多基元全息图的叠加,具有光栅结构。
当用白光照明时,再现光的方向因波长而异,故再现像点的位置也随波长而变化,其变化量取决于物体到全息图平面的距离。
可见,各波长的再现像将相互错开又交叠在一起,从而使像变得模糊不清,产生色模糊。
当全息干板处于离焦位置(即不在成像面上)时,再现像的清晰度将下降。
离焦量越大,再现像就越模糊不清。
然而,像面全息图的特征,是物体或物体的像位于全息图平面上,因而再现像也位于全息图平面上。
此时,即使再现照明光的方向改变,像的位置也不发生变化,只是看起来颜色有所变化罢了。
这就是像面全息图可以用白光照明再现的原因所在。
2.4、实验基本条件:1、一个好的相干光源。
全息原理在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和时间相干性。
,应尽可能使两光束的光程接近,以使光程差在激光的相干长度内。
2、一个稳定性较好的防震台。
由于全息底片上所记录的干涉条纹很细,相当于波长量级,在照相过程中极小的干扰都会引起干涉条纹的模糊,不能形成全息图,因此要求整个光学系统的稳定性良好。
从布拉格法则可知:条纹宽度d????2sin???2?,由此公式可以估计一下条纹的宽度。
当物光与参考光之间的夹角??60?时,??632.8nm,?m。
可见,在记录时条纹或底片移动1 ?m,将不能成功地得到全息图。
因则d?0.6328此在记录过程中,光路中各个光学元件(包括光源和被摄物体)都必须牢牢固定在防震台上。
从公式可知,当?角减小时,d增加,抗干扰性增强。
但考虑到再现时使衍射光和零级衍射00光能分得开一些,?角要大于30,一般取45左右。