北航研究性實驗報告全息照相與全息干涉法實驗的誤差分析與改進方法-預覽頁
【正文】 根據(jù)記錄光路的不同，全息照相又分為透射式全息和反射式全息，若物光和參考光位于記錄介質（干板）的同側，則稱為透射全息；若物光和參考光位于記錄介質的異側，則稱為反射全息。）的入射角為正，反之為負。在O點附近微小區(qū)域，可將這些光線視為一束細小的平行光，兩束光在感光板上相遇并干涉，形成與Y軸方向平行的，間距為do的明暗條紋，結合式（1）有：（）同理，在A點附近的微小區(qū)域內，條紋間距： （）2) 投射全息的再現(xiàn)全息圖是以干涉條紋形式記錄的物光波，相當于一塊有復雜光柵結構的衍射屏，必須用參考光照射才能在光柵的衍射光波中得到原來的物光，從而使物體得到再現(xiàn)。（2） 反射式全息照相反射式全息照相利用相干光記錄全息圖，但可以用“白光”照明得到再現(xiàn)像。材料力學相關理論可知，懸臂梁自由端受到集中載荷作用時，梁的中心線（x軸）上各點，沿x方向和z方向的變形略去不計，沿著y方向位移量按照撓度變形分布理論為： （6）式中L為梁的長度，E為材料的彈性模量，為橫截面的慣性矩，x為待測點位置坐標。再現(xiàn)時，同時復現(xiàn)懸臂梁兩個狀態(tài)下的物光波前，這兩個波前發(fā)生干涉，得到一簇等光程差的干涉條紋。注意事項：1． 全息干板必須夾牢固，最好不要有自由端。圖 6（2）沖洗底板a) 將曝光后的感光板用竹夾夾住，放在純凈水中浸泡10s后取出，濾盡水。（3）再現(xiàn)像的觀察 經(jīng)吹洗風干的反射全息圖在白光下即可看到原物的虛像。注意施力方向要與鋁板垂直，加力過程動作要輕，不要有振動。（2） 光線漫反射的影響：光線照射到硬幣和玩具表面發(fā)生漫反射，所以由部分物光并未和參考光發(fā)生干涉，因此丟失這些光的信息，未完全記錄下物體的表面信息（3） 實驗使用鏡片的影響：由于實驗使用的各個鏡片實驗前均沒有清洗，擴束鏡、平面鏡的鏡面可能沾有微小的灰塵、污漬，從而影響參考光的傳輸和照射的均勻性；（4） 參考光和物光的光強比的影響：全息照相是物光與參考光的雙光束干涉。另一方面，如果物光比參考光強，斑紋比較顯著，產(chǎn)生較大量的暈輪光圍繞零級衍射光，降低了成像的光通量，致使效率降低。實驗使用的鋼尺儀器誤差限，對應的B類不確定度為② 本次實驗時，鑒于教室溫度較低，由于溫度的影響，鋼尺在使用中會產(chǎn)生一定的變形而產(chǎn)生誤差。也是本實驗最重要的誤差來源。這就產(chǎn)生了一定的系統(tǒng)誤差。實驗要求鋁板豎直放置，并且要求施力方向與梁軸線方向垂直，但實際上很難嚴格控制，加載時難免有些許偏差，這樣梁實際上處于彎壓組合變形狀態(tài)，實際給懸臂梁垂直于軸線方向的力為，假設加力方向有2度偏角，如果繼續(xù)按照經(jīng)典梁位移公式計算，則引起的誤差約為：此誤差同樣相對較小，實驗時盡量做到安裝合適即可。本實驗中所用的鋁合金板底面尺寸遠大于其厚度（寬度b=，厚度h=，），從材料力學角度，本鋁板應該算作板而不是梁，對其精確求解應使用板殼理論或有限元理論，而本實驗中仍然采用經(jīng)典梁位移公式，會引入一定的誤差。由仿真模擬可知，在本次小載荷作用下，本實驗使用梁彎曲的公式計算會產(chǎn)生誤差，但是誤差不大。同時盡量使用底盤較重的工作臺以便減少教室同學走動帶來的晃動影響。由于被攝物為小玩具，無法用螺釘?shù)裙潭?，因此利用雙面膠、橡皮泥將被攝物與載物臺粘接牢固，載物臺通過磁力光具座固定在實驗平臺上，可以有效防止被攝物震動。4) 保證顯影試劑效果。作為工科的大學生，我們很大程度上要具有相當高的動手能力，而這種能力或許比我們的知識能力更重要。老師們通過精心設計實驗方案，嚴格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現(xiàn)物理問題，使我們通過努力能夠順利地解決物理實驗呈現(xiàn)的問題，考驗了我們的實際動手能力和分析解決問題的綜合能力，加深了我們對有關物理知識的理解。在實驗層面上，我們要想成功的把一個實驗做好，不僅僅需要課上認真的聽講，認真的觀察老師的操作。除了儀器的認識和學習外，我了解到通過全息照相，測量數(shù)值是今后工程測量的一個發(fā)展方向
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