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-免費(fèi)閱讀
【正文】 除了儀器的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)外，我了解到通過全息照相，測(cè)量數(shù)值是今后工程測(cè)量的一個(gè)發(fā)展方向。老師們通過精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件等多種途徑，以最佳的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的問題，考驗(yàn)了我們的實(shí)際動(dòng)手能力和分析解決問題的綜合能力，加深了我們對(duì)有關(guān)物理知識(shí)的理解。4) 保證顯影試劑效果。同時(shí)盡量使用底盤較重的工作臺(tái)以便減少教室同學(xué)走動(dòng)帶來的晃動(dòng)影響。本實(shí)驗(yàn)中所用的鋁合金板底面尺寸遠(yuǎn)大于其厚度（寬度b=，厚度h=，），從材料力學(xué)角度，本鋁板應(yīng)該算作板而不是梁，對(duì)其精確求解應(yīng)使用板殼理論或有限元理論，而本實(shí)驗(yàn)中仍然采用經(jīng)典梁位移公式，會(huì)引入一定的誤差。這就產(chǎn)生了一定的系統(tǒng)誤差。實(shí)驗(yàn)使用的鋼尺儀器誤差限，對(duì)應(yīng)的B類不確定度為② 本次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鑒于教室溫度較低，由于溫度的影響，鋼尺在使用中會(huì)產(chǎn)生一定的變形而產(chǎn)生誤差。（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(shí)驗(yàn)使用鏡片的影響：由于實(shí)驗(yàn)使用的各個(gè)鏡片實(shí)驗(yàn)前均沒有清洗，擴(kuò)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(qiáng)比的影響：全息照相是物光與參考光的雙光束干涉。（3）再現(xiàn)像的觀察 經(jīng)吹洗風(fēng)干的反射全息圖在白光下即可看到原物的虛像。注意事項(xiàng)：1． 全息干板必須夾牢固，最好不要有自由端。材料力學(xué)相關(guān)理論可知，懸臂梁自由端受到集中載荷作用時(shí)，梁的中心線（x軸）上各點(diǎn)，沿x方向和z方向的變形略去不計(jì)，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(cè)點(diǎn)位置坐標(biāo)。在O點(diǎn)附近微小區(qū)域，可將這些光線視為一束細(xì)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(jié)合式（1）有：（）同理，在A點(diǎn)附近的微小區(qū)域內(nèi)，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(dāng)于一塊有復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)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)。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(zhì)（干板）的同側(cè)，則稱為透射全息；若物光和參考光位于記錄介質(zhì)的異側(cè)，則稱為反射全息。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(tái)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(cè)量，并以此測(cè)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(shí)。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。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(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)。如圖5。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。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(jí)數(shù)不同的明紋或暗紋，測(cè)量條紋所在處x坐標(biāo)，然后測(cè)定鋁板的長度、寬度、厚度，按照式（11）與（12）計(jì)算彈性模量。（5） 顯影時(shí)間的影響：若顯影時(shí)間太長，會(huì)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(duì)于測(cè)量誤差，可以使用多次測(cè)量取平均值的方法減小誤差。（4）理論誤差。 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(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差，但是實(shí)驗(yàn)中并未要求使用
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