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）记录下来，由于底片上的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。

（5）要获得最终的全息图，充分了解和学习感光底片的显影、定影、冲洗等有关摄影的暗室技术知识也是不可缺少的；显影时间2分钟左右，定影时间20分钟左右。定影后的底片应放在清水中冲洗2分钟。将全息照片放回原处，遮住物光，用参考光束照亮全息片，可观察到物体的像。

全息照片有很多奇妙的特点：片上的花纹与被摄物体无任何相似之处，在相干光束的照射下，物体图像却能如实重现。此外立体感很明显（三维再现性），如某些隐藏在物体背后的东西，只要把头偏移一下，也可以看到。视差效应很明显。全息图打碎后，只要任取一小片，照样可以用来重现物光波。甚至是，在同一张照片上，可以重叠数个不同的全息图。在记录时或改变物光与参考光之间的夹角，或改变物体的位置，或改变被摄的物体等等，一一曝光之后再进行显影与定影，再现时能一一重现各个不同的图像。

全息照相是六十年代发展起来的一种立体摄影和波阵面再现的新技术。由于全息照相能够把

物体表面发出的全部信息记录下来，并能完全再现被摄物体光波的全部信息，因此，全息技术在生产实践和科学研究领域中有着广泛的应用。

除光学全息外，还发展了红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。

除用光波产生全息图外，已发展到可用计算机产生全息图。全息图用途很广，可作成各种薄膜型光学元件，如各种透镜、光栅、滤波器等，可在空间重叠，十分紧凑、轻巧，适合于宇宙飞行使用。使用全息图贮存资料，具有容量大、易提取、抗污损等优点。

全息照相的方法从光学领域推广到其他领域。如微波全息、声全息等得到很大发展，成功地应用在工业医疗等方面。地震波、电子波、X射线等方面的全息也正在深入研究中。全息图有极其广泛的应用。如用于研究火箭飞行的冲击波、飞机机翼蜂窝结构的无损检验等。现在不仅有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人们能看到景物的各个侧面。全息三维立体显示正在向全息彩色立体电视和电影的方向发展，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。

中学的物理学习一直在理论上，缺乏直观的认识和感受，而实验让我对理论认识更清晰、直观，也更加深刻。3D电影更是向大众展现了全息技术的特点和趣味。我相信随着不断地研究发现及创新，全息技术的道路会越来越宽广。

2010年12月15日