北航研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告全息照相與全息干涉法實(shí)驗(yàn)的誤差分析與改進(jìn)方法-wenkub
2023-07-11 12:31:44 本頁面
【正文】 提高再現(xiàn)像的質(zhì)量；3． 拍攝光路上的光學(xué)元件必須用磁性表座固定，不用的儀器不要放在全息臺上；4． 盡量避免在較大噪聲的環(huán)境中曝光；5． 曝光時(shí)間內(nèi)，不要在室內(nèi)走動或者敲擊全息臺，以免振動影響干涉條紋的質(zhì)量；四、 實(shí)驗(yàn)步驟 全息照片的拍攝和全息像的再現(xiàn)（1）反射式全息照相按照6所示光路組裝反射全息記錄光路，OH之間的距離控制在1cm以內(nèi)，盡量使物體平面平行于H。由圖5知，梁上某點(diǎn)A，變形后到達(dá)點(diǎn)，位移方向垂直于梁表面，位移量為，兩點(diǎn)發(fā)出的光波之間的光程差為：（7）圖 4圖 5根據(jù)干涉原理，明紋與暗紋處的位移量分別為：（明紋）（8）（暗紋）（9）將式（8）與式（6）聯(lián)立，變形可得彈性模量的表達(dá)式：（10）式中,b為梁的寬度，h為梁的厚度，所以：明紋處：（11）暗紋處：（12） 本實(shí)驗(yàn)中與近似為零，因此只需要測出b、h、以及某一明紋（或暗紋）沿著梁軸向的位置坐標(biāo)x，就可以測出彈性模量E。懸臂梁未受力時(shí)作第一次曝光，則記錄下了懸臂梁處于原始狀態(tài)時(shí)的的全息圖。物光與參考光從底片的正反兩面分別引入并在底片介質(zhì)中形成駐波，在平板乳膠面中形成平行于乳膠面的多層干涉面，由于物光與參考光之間的夾角接近于，故兩相鄰干涉面間的距離近似為：(4)，會在厚度約為25微米的光致聚合物底板上形成約6080層干涉面（布拉格面），因而全息圖是一個(gè)具有三維結(jié)構(gòu)的衍射物體，再現(xiàn)光在這三維物體上的衍射極大值必須滿足下列條件：（1） 光從衍射面上反射時(shí)，反射角等于入射角；（2） 相鄰兩干涉層之間的反射光光程差必須是，如圖3，即有布拉格條件：（5）式中是感光板的折射率。由相關(guān)理論可知，灰度呈正弦分布的光柵結(jié)構(gòu)，其衍射級只能取。將感光板至于直角坐標(biāo)系OXY平面上，如圖2，物光光線2與參考光線、。設(shè)A、O兩點(diǎn)為相鄰明條紋，則條紋間距 d=OA ,如圖1，其光程差為波長。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 全息照相：全息照相所記錄和再現(xiàn)的是包括物光波前的振幅和位相在內(nèi)的全部信息。北京航空航天大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)研究性報(bào)告北航物理實(shí)驗(yàn)研究性報(bào)告全息照相與全息干涉法實(shí)驗(yàn)的誤差分析與改進(jìn)方法第一作者：陳子涵 學(xué)號：10141020第二作者：白春磊 學(xué)號：10141009目錄摘要 3一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二、 實(shí)驗(yàn)原理 31. 全息照相： 3（1） 透射式全息照相 4（2） 反射式全息照相 52. 兩次曝光法測定金屬的彈性模量： 7三、 實(shí)驗(yàn)儀器 9注意事項(xiàng)： 9四、 實(shí)驗(yàn)步驟 10 全息照片的拍攝和全息像的再現(xiàn) 10 二次曝光法測定鋁板的楊氏模量 11五、 數(shù)據(jù)記錄與處理 11 原始數(shù)據(jù)記錄 11 數(shù)據(jù)處理 11六、 結(jié)果分析 14誤差分析 14 改進(jìn)建議 17 感想體會 18七、參考資料 20摘要本報(bào)告對全息照相和全息干涉法實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、儀器進(jìn)行了簡要的介紹，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及誤差估算。但是，感光乳膠和一切光敏元件都只對光強(qiáng)敏感，不能直接記錄相位，從而借助一束相干參考光，通過拍攝物光和參考光之間的干涉條紋，間接記錄下物光的振幅和位相信息，然后使照明光按一定方向照射到全息圖上，通過全息圖的衍射再現(xiàn)物光波前，這時(shí)人眼便能看到物體的立體像。光線與之間光程差為 ，光線1與2之間的光程差為，又由于光線2與等光程，所以光線1與間的光程差為，以感光板法線為基準(zhǔn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)至入射光線（不大于90176。在A、O兩點(diǎn)處相遇并相干。所以，讓與參考光r完全相同的再現(xiàn)光照射到全息圖上，就會在原物處看到與其等大的三維像，實(shí)現(xiàn)全息像的再現(xiàn)。圖 32. 兩次曝光法測定金
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