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1、全息照相大學物理實驗總結工作總結篇一：全息照相大學物理實驗總結 大學物理實驗總結 全息照相個人心得 通過大學物理實驗的課程學_，將物理理論與實踐結合在一起，在這過程中能夠發(fā)現很多的樂趣。實際的實驗操作，使我對一些物理知識、現象有了更深入的認識，也激發(fā)起我對物理實驗的興趣和對物理現象探索的渴望。給我印象深刻的實驗有很多，如邁克耳孫干涉儀測波長實驗、衍射光柵實驗、霍爾效應實驗等。而全息照相立體效果十分有趣，是物理學中一道別樣的風景。 全息照相的原理其實很簡單，利用干涉方法記錄了物體抵達攝影底片時光波的振幅與相位的全部信息。它記錄的不是物體的幾何信息，而是物光與另一束與之相干的參考光抵達照相底片的干
2、涉條紋。所以，全息照片上一般看不到原物體的像，必須用原來的參考光照明，才能看到原物體的立體像，這被稱為全息底片的再現。 從全息照相和全反鏡 普通照相對比中，我們可以很容易發(fā)現 全息照相的特別之處。 普通照相通常是通過照相機物鏡成像， 在感光底片平面上 將物體發(fā)出的或它 散射的光波（通常稱 為物光）的強度分布 （即振幅分布）記錄 底片 下來，由于底片上的 全息圖的光路 感光物質只對光的 強度有響應，對相位 分布不起作用，所以在照相過程中把光波的相位分布這個重要的信息丟失了。因而，在所得到的照片中，物體的三維特征消失了。全息技術則完全不同，由全息術所產生的像是完全逼真的立體像（因為同時記錄下了物光
3、的強度分布和相位分布，即全部信息），當以不同的角度觀察時，就象觀察一個真實的物體一樣，能夠看到像的不同側面，也能在不同的距離聚焦。 實驗過程中使用到的儀器主要有：激光全息實驗臺， He-Ne激光器,光開關及曝光定時器;其它需要的是：分束鏡一個，擴束鏡兩個，全反射鏡兩個，被攝物體及放置物體的底座，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驟外，還有很多的關鍵點值得我們注意： (1) 具有一定功率的相干光源；具有穩(wěn)定的操作平臺；要有合適的光路； （2）搭光路時要注意光斑是否均勻；物光和參考光在屏上要重疊，放置干版時要與該位置一致； (3) 搭好光路后要檢查光程差是否接近零、物光
4、和參考光的夾角是否適當（30至50）、以及物屏距離是否合適（10至15cm)、各元件間的距離盡可能拉大些； (4) 裝底片時，藥膜面不能裝反；曝光時，不得走動，不能用手觸摸光學元件的光學面,不要隨意搬動和取下被攝物；激光器開啟后，不要中途關閉、直到實驗完畢。 （5）要獲得最終的全息圖，充分了解和學_感光底片的顯影、定影、沖洗等有關攝影的暗室技術知識也是不可缺少的；顯影時間2分鐘左右，定影時間20分鐘左右。定影后的底片應放在清水中沖洗2分鐘。將全息照片放回原處，遮住物光，用參考光束照亮全息片，可觀察到物體的像。 全息照片有很多奇妙的特點：片上的花紋與被攝物體無任何相似之處，在相干光束的照射下，物
5、體圖像卻能如實重現。此外立體感很明顯（三維再現性），如某些隱藏在物體背后的東西，只要把頭偏移一下，也可以看到。視差效應很明顯。全息圖打碎后，只要任取一小片，照樣可以用來重現物光波。甚至是，在同一張照片上，可以重疊數個不同的全息圖。在記錄時或改變物光與參考光之間的夾角，或改變物體的位置，或改變被攝的物體等等，一一曝光之后再進行顯影與定影，再現時能一一重現各個不同的圖像。 全息照相是六十年代發(fā)展起來的一種立體攝影和波陣面再現的新技術。由于全息照相能夠把物體表面發(fā)出的全部信息記錄下來，并能完全再現被攝物體光波的全部信息，因此，全息技術在生產實踐和科學研究領域中有著廣泛的應用。 除光學全息外，還發(fā)展了
6、紅外、微波和超聲全息技術， 這些全息技術在軍事 除用光波產生全息圖外，已發(fā)展到可用計算機產生全息圖。全息圖用途很廣，可作成各種薄膜型光學元件，如各種透鏡、光柵、濾波器等，可在空間重疊，十分緊湊、輕巧，適合于宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料，具有容量大、易提取、抗污損等優(yōu)點。 全息照相的方法從光學領域推廣到其他領域。如微波全息、聲全息等得到很大發(fā)展，成功地應用在工業(yè)醫(yī)療等方面。地震波、電子波、X射線等方面的全息也正在深入研究中。全息圖有極其廣泛的應用。如用于研究火箭飛行的沖擊波、飛機機翼蜂窩結構的無損檢驗等?，F在不僅有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人們能看到景物的
7、各個側面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發(fā)展，甚至進入我們的日常生活，如產品商標，書籍裝幀以及小工藝品等。 中學的物理學_一直在理論上，缺乏直觀的認識和感受，而實驗讓我對理論認識更清晰、直觀，也更加深刻。3D電影更是向大眾展現了全息技術的特點和趣味。我相信隨著不斷地研究發(fā)現及創(chuàng)新，全息技術的道路會越來越寬廣。 年12月15日 篇二：物理實驗-全息照相-實驗報告物理 實 驗 報 告 班 級_信工C班_組 別_D_ 姓 名_李鈴_學 號_1111000048_ 日 期_.3.6_指導教師_張波_ _全息照相 1.了解全息攝影的基本原理、實驗裝置以及實驗方法； 2.掌握激光全息攝
8、影和激光再現的實驗技術； 3.通過觀察全息圖像的再現，弄清全息照片和普通照片的本質區(qū)別 防震全息臺，氦氖激光器，擴束透鏡，分束棱鏡（或分束板），反射鏡，毛玻璃屏，調節(jié)支架，米尺，計時器，照相沖洗設備等。 全息攝影采用激光作為照明光源，并將光源發(fā)出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產生干涉，感光底片上各點的感光程度不僅隨強度也隨兩束光的位相關系而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。人眼直接去看這種感光的底片，只能看到像指紋一樣的干涉條紋，但如果用激光去照射它，人眼透過底片就能看到原來被拍攝物體完全相同的三維立體像
9、。 全息圖種類很多，有菲涅耳圖、夫瑯和費圖、傅立葉變換全息圖、彩虹全息圖、像全息圖、體積全息圖等。不管哪種全息圖都要分成兩步來完成，即用干涉法記錄光波全息圖，稱波前記錄；用衍射原理使原光波波前再現，稱波前再現。 1.全息照相的過程 物體發(fā)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 為振幅， 為位相。普通攝影只能記錄物體光波的振幅全部丟失，因此照片沒有立體感。數學表達式為： 實際上沒有任何一種感光材料可以直接記錄光波的位相，在全息攝影中我們利用光的干涉原理來記錄光波的振幅和位相信息。如右圖 所示，激光器L發(fā)出的激光由分束鏡BS將光線一 分為二，透射光線經反射鏡M2反射再
10、經過擴束后 照射在被攝物體上，這束光線稱為物光(O光)；反 射光線經反射鏡M1反射再經過擴束后直接照射在 感光材料上，因而稱為參考光(R光)；兩束光線在 P處相干并形成干涉條紋，這些條紋記錄了物光的 所有振幅和位相信息。數學表達式如下： 物光為： 參考光為： 兩光相干后總光強為： 兩光相干后總光強的表達式說明全息圖中包念著物光的振幅和位相信息，它們全部被記錄在感光材料上，并以干涉條紋的形式表現出來。感光材料（全息干板或膠片）經過曝光、顯影和定影后，即可得到一張菲涅耳全息圖。 2.全息相片的再現過程： 將制作好的全息圖放回原處，遮擋住物光( 則透過這張全息圖的光強為： )并取走被攝物體，用原參考
11、光照明， 上式中的第二項與原物光光波只相差一個系數R，這說明通過全息圖的出射光包含原物光的全部信息。所以我們透過全息圖可以看到在原來放置物體的地方有物體的虛像，就像物體沒有被取走一樣。如右圖所示。物體的虛像具 有明顯的視差效應，當人們通過全息圖觀察物體的虛像時， 就像通過一個“窗口”觀察真實物體一樣，具有強烈的三維 立體感。當人眼在全息圖前面左右移動或上下移動時，我們 可以看到物體的不同部位。即使全息干板破損、變小，但原 物光的信息還保存在干涉條紋之中，所以我們通過參考光的 照射同樣可以看到物體的虛像，只是大小發(fā)生了變化。 （1）在全息干板支架上固定白屏或毛玻璃，調節(jié)擴束鏡C1使物光均勻地照射
12、在被攝物體上，調節(jié)物體的方位使物體漫反射光的最強部分均勻地照射在白屏上。調節(jié)擴束鏡C2使參考光均勻地照射在整個白屏上。這時物光和參考光在白屏上完全重疊。 （2）完全擋住光源。拿掉全息干板支架上的白屏，換上全息干板，并將藥膜面（手感發(fā)澀）朝著光的方向安裝在全息干板支架上。穩(wěn)定1 2min后開始曝光，曝光60秒。 （3）將曝光后的全息干板在暗室內進行常規(guī)的顯影、停顯、定影、水洗、干燥等處理，即可得到一張漫反射的三維全息圖。 （4）將沖洗好的全息圖放回到干板支架上，拿去被攝物體，擋住物光，用原參考光照明全息圖，在其后面觀察重現的虛像。我們可以看到在原來放置被攝物體的地方有一虛像，人眼上下左右緩慢地移
13、動，可以看到物體的各個部位。將全息圖擋去一部分，觀察虛像有何變化。 注意事項：曝光時注意不要碰臺面；不要坐著進行實驗，以免眼睛灼傷。 1. 普通照相與全息照相的區(qū)別是什么？ 答：普通的照相利用透鏡成像原理，在感光膠片/器件上記錄反映被攝物體表面光強變化的表面像，從照片中看到的拍攝物是平面的。 而全息攝影采用激光作為照明光源，并將光源發(fā)出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產生干涉，感光底片上各點的感光程度不僅隨強度也隨兩束光的位相關系而不同，因而全息照相不僅記錄了被攝物體的反射光波強度(振幅)，還記錄了反射光波的相位信息。用激光照射，人眼透
14、過底片就能看到原來被拍攝物體完全相同的三維立體像。 2. 為什么每一個碎片都能產生完整的像？ 答：全息照相是由單色光（一般用激光）的衍射條紋組成的，每個面積上都記錄有“全部信息”。 篇三：全息照相實驗心得體會 全息照相實驗心得體會 全息照相術是利用干涉和衍射的原理將物體發(fā)射的光波以干涉條紋的形式記錄下來，再在一定的條件下再現，形成與原物體完全相似的空間像。由于它記錄的是物體原來光波的全部信息（振幅和位相），像十分逼真并具有立體效果，所以叫全息照相。 根據記錄和再現方式的不同，全息術可分為多種類型，如菲涅耳全息、像全息、彩虹全息、合成全息等等。我們所做的全息照相實驗的原理是菲涅耳全息照相。菲涅耳
15、全息的特點是記錄平面位于物體衍射光場的菲涅耳衍射區(qū)，物光由物體直接照到底片上，而無需變換透鏡或成像透鏡。 實驗原理見大學物理實驗第三冊實驗3.5.1全息術。 如圖（1）所示布置光路。分束板采用反射率為5%的平晶，擴束鏡用40顯微鏡。選擇漫反射性比較好的物體作為拍攝三維全息照相的物體。調好光路，使參考光與物光束的光強比為2:110:1，放上全息干板曝光，曝光后經適當沖洗，就完成了。再現的方法是將干板放在原光路中，把分束鏡換成全反射鏡，拿走物體，向著干板后原物體所在的方向看去就可以看到與原物體相似的明亮的像。 n 實驗體會 在做實驗時要注意，布置光路時要調節(jié)光學元件的高低和位置使激光束的高低與臺面
16、平行，并使參、物光的光程基本相等,二者的光程差控制在3cm之內.還有為了保證記錄是線性的，應使參考光光強大于物光光強，照射到全息干版上的參考光和物光光強之比以21至51為好,否則拍出來后再現時會很模糊。還要注意投射到干板上的物光與參考光之間的夾角要略小于45度,以便觀察時避開直射強光,夾角可以在2545度之間選擇.再有就是要調節(jié)物體使其反射的最亮的部分落在干板上，否則也很難成功,我拍攝時就是由于沒有注意到這一點所以第一次沒有拍出來。拍攝時還要注意每一光學元件都不能有任何微小移動或振動,輕微的振動或氣流擾動只要使光程差發(fā)生波長數量級的變化,條紋都會模糊不清,因此拍攝時不能亂動.曝光時間和沖洗時間
17、也要把握好,曝光的時間在10秒左右,顯影時間也不要過長,只要底片變灰了就行,千萬不能變黑了,定影3分鐘,所有的時間要嚴格掌握才能保證成功.還有沖洗時可以用紫光或綠光燈,但千萬不要被紅光照到,否則就前功盡棄了. n 實驗擴展 l 物光擴展拍攝大體積物體三維的全息圖-激光全息照相景深擴展方法之一 物體三維的全息照相是以干涉條紋的形式記錄下物光波的信息，只有和參考光波干涉的物信息才能記錄下來，沒有和參考光干涉的物信息將損失掉。當被拍攝物體的尺寸大于激光器的相干長度是，從物體上各點漫射出的物光的光程和參考光的光程差就不會都小于激光器的相干長度，即并非物體上各個物點漫射出的物光波都能與參考光波相干疊加，
18、而只有局部物點漫射的物光波才與參考光波相干涉形成全息圖。全息圖上只記錄了這一部分物信息，再現時，就只能重現這一部分物光波，使再現像局部模糊甚至出現暗區(qū)。為了盡量減少丟失物體的信息，采用物光擴展的方法把物光分成兩束或更多束，從不同方向分段照明物體。例如圖（2）的雙光束照明，有反射鏡M5反射的光波充分照明被拍攝物體的左半部分，這一部分的各個物點漫反射的物光波的光程與參考光的光程差都小于激光器的相干長度，被拍攝物體的左半部分的全部信息都以干涉的形式記錄下來了。同理由M3反射的光波充分照明被拍攝物的右半部分，右半部分的全部信息也都以干涉的形式記錄下來。整個被拍攝物的全部信息完整地被記錄而沒有損失掉。再
19、現時就不會出現局部模糊和暗區(qū)，得到清晰完整的再現像。 l 參考光擴展拍大景深物體組三維的全息圖激光全息照相景深擴展方法之二 在激光器的相干長度較短的情況下，具有較大景深的物體，其各個物點漫射的物光波與選定的參考光波的光程差常常不能都同時落在相干長度之內，對于那些不能滿足相干條件的物點，需要選擇另一束參考光，即對原來的參考光進行光程補償，使補償后的光程差重新落在相干長度之內。例如圖（3），由BS2和M2、M3組成的三角形光路，使其中一部分參考光增大了光程。這一部分增大了光程的參考光R可與光程最長的那部分物光（O3上漫射來的光）相干涉，而不通過三角形光路的參考光與光程較短的那一部分物光（從O1、O2上漫射來的光）相干涉（O1、O2間距離小于激光器的相干長度）。這樣，整個物體組的全部信息被記錄下來了。 全息照相大學物理實驗總結
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