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-全文預(yù)覽
【正文】 真的很重要，沒有之前的認(rèn)真準(zhǔn)備，無論怎樣的聰明也是無濟(jì)于事的，機(jī)會總是留給又準(zhǔn)備的人就是這個(gè)意思。通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí),我學(xué)到了很多東西。這次實(shí)驗(yàn)是老師先給我們演示一遍，然后自己動(dòng)手去做，我在看的時(shí)候感覺很簡單，但是真正動(dòng)手的時(shí)候卻很難順利的完成實(shí)驗(yàn)，這說明看著容易的事情真正實(shí)踐起來是不那么容易的，這次實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)例子。本實(shí)驗(yàn)曝光效果直接影響實(shí)驗(yàn)效果，在顯影時(shí)，實(shí)驗(yàn)室中顯影液放在日光燈下，此處應(yīng)使顯影液遠(yuǎn)離光源，甚至用遮光設(shè)備遮擋燈光。3) 加強(qiáng)干涉效果。將各光學(xué)元件夾持穩(wěn)定，將被照物體粘牢在載物臺上或夾緊在架上，將曝光定時(shí)器離開全息臺放置。 改進(jìn)建議1) 由上述誤差分析可知，本實(shí)驗(yàn)最大的誤差來源是測量產(chǎn)生的偶然誤差，但是實(shí)驗(yàn)中并未要求使用多次測量取平均值的方法減小此誤差，而且本實(shí)驗(yàn)完成較快，應(yīng)該在測量中對各級條紋采用多次測量，并且取平均值。此處可以使用有autoCAD對實(shí)驗(yàn)用鋁板進(jìn)行簡單建模分析。（4）理論誤差。實(shí)際上α、β均不為零，只是由于二者值極小，取0近似計(jì)算時(shí)產(chǎn)生的誤差不大。對于測量誤差，可以使用多次測量取平均值的方法減小誤差。本實(shí)驗(yàn)鋼尺長20cm，鋼尺的線膨脹系數(shù)為，室溫為，資料表明，在溫度的影響下，鋼尺長滿足一下方程：式中 為鋼尺名義長度，為尺長改正數(shù)，為線膨脹系數(shù)，t與為鋼尺檢定時(shí)溫度和測量時(shí)溫度，為20度，由上式計(jì)算出鋼尺由于溫差引起的B類不確定度為計(jì)算可知由于溫度的影響而對尺長產(chǎn)生的誤差很小。（5） 顯影時(shí)間的影響：若顯影時(shí)間太長，會使全息干板發(fā)黑，影響再現(xiàn)效果；若顯影時(shí)間太短，干板上條紋不易出現(xiàn)，無法顯示干涉條紋。對于一般雙光束干涉來說，如果，干涉條紋可得到最大的對比度，即條紋最低強(qiáng)度為零。然后按照上文所述的方法沖洗底板，之后可以在白光下直接看到干涉條紋，取級數(shù)不同的明紋或暗紋，測量條紋所在處x坐標(biāo)，然后測定鋁板的長度、寬度、厚度，按照式（11）與（12）計(jì)算彈性模量。 二次曝光法測定鋁板的楊氏模量⑴按照圖4所示組裝實(shí)驗(yàn)光路圖，注意鋁板與感光板距離盡可能小，感光板的乳膠面要朝向鋁板。b) 將感光板依次放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，60%，80%的異丙醇溶液中各脫水10—15s后取出，每次進(jìn)入相鄰溶液后，都需將干板上的溶液濾盡。特別是全息干板面積比較大時(shí)，需要固定自由端以避免震振動(dòng)；當(dāng)面積較小時(shí)，可以只夾住一端。如圖5。按照圖4所示的光路圖（L為擴(kuò)束鏡，MM2為平面鏡，H為干板，P為鋁板，G為加力裝置）組裝實(shí)驗(yàn)儀器。因?yàn)檠劬梢栽谑覂?nèi)可見光環(huán)境中方便地看到原物的虛像，本實(shí)驗(yàn)中采用此方法制作全息像,也是用該方法進(jìn)行二次曝光法測量相關(guān)數(shù)據(jù)。以光柵發(fā)現(xiàn)為基準(zhǔn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)至入（衍）射光線的入（衍）射角為正，則光柵方程為： （3）其中為衍射角，為入射角。所以干涉條紋間距為：（1）圖 1 圖 2u 單色發(fā)散球面波的干涉而在通常全息照相中，物光與參考光都是發(fā)散球面波。（1） 透射式全息照相1) 投射全息的記錄u 兩束平行光的干涉將感光板垂直于紙面放置，兩書相干平行光o、r按照圖1所示方向入射到感光板上，他們與感光板法向夾角分別為和，并且o光中的兩條光線2與r光中的兩條光線和在A、O兩點(diǎn)相遇并相干，于是在垂直于紙面方向產(chǎn)生平行的明暗相間的干涉條紋，亦即在感光板上形成一個(gè)光柵。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解全息照相的基本原理，熟悉反射式全息照相與透射式全息照相的基本技術(shù)和方法； 掌握在光學(xué)平臺上進(jìn)行光路調(diào)整的基本方法和技能； 學(xué)習(xí)用二次曝光法進(jìn)行全息干涉測量，并以此測定鋁板的彈性模量； 通過全息照片的拍攝和沖洗，了解有關(guān)照相的一些基礎(chǔ)知識。通過分析實(shí)驗(yàn)室條件下誤差產(chǎn)生的原因并進(jìn)行精確計(jì)算，探究如何更好地完成本實(shí)驗(yàn)，使之呈現(xiàn)更加清晰的圖像以及提高精度的方法，從而深入理解實(shí)驗(yàn)，最后說明實(shí)驗(yàn)的收獲與感想。
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