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(jìn)方法(編輯修改稿)
2025-07-23 12:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 將干板上的溶液濾盡。c) 將感光板放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%的異丙醇溶液中脫水，直至感光板呈現(xiàn)紅色或黃綠色。d) 濾盡干板上的溶液，迅速將干板用吹風(fēng)機(jī)吹干。（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。 二次曝光法測定鋁板的楊氏模量⑴按照圖4所示組裝實驗光路圖，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。⑵物體靜止時進(jìn)行第一次曝光，時間約10s。隨后用砝碼加載器給懸臂梁自由端施加適當(dāng)大小的力，穩(wěn)定1min后，進(jìn)行第二次曝光，時間約15s。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。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）計算彈性模量。五、 數(shù)據(jù)記錄與處理 原始數(shù)據(jù)記錄鋁板參數(shù)：長度L=，寬度b=，厚度h=，質(zhì)量m=，級數(shù)k012345678（mm） 數(shù)據(jù)處理對于這11組數(shù)據(jù)，現(xiàn)選取明紋處，使用一元線性回歸的方法計算：根據(jù)上述公式：此時可以簡化為令 ，其中N為級數(shù) 所以 各數(shù)據(jù)列表如下，表中最后一行代表各項平均值xy/109mxy/109mX200011458014580124341167123501941656837034185025636749864平均值4由一元線性回歸知識知：所以 因此 說明線性相關(guān)性很好 合成不確定度所以最終表達(dá)式為 六、 結(jié)果分析誤差分析對于“全息照片的拍攝和全息像的再現(xiàn)”實驗，觀察一元硬幣和小型玩具的全息成像效果，發(fā)現(xiàn)各像整體輪廓基本可以看清，但是細(xì)節(jié)處清晰度欠佳，經(jīng)分析，其主要原因有：（1） 系統(tǒng)穩(wěn)定性對實驗結(jié)果的影響：由于全息圖上所記錄的是參考光和物光的干涉條紋，而這些條紋非常細(xì)，在曝光過程中，極小的振動和位移都會引起干涉條紋的模糊不清，甚至使干涉條紋完全不能記錄下來。實驗中難以保證完全的無振動，因此微小的振動、噪音都會影響光路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（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(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。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。當(dāng)兩光同位相時最大強(qiáng)度為，這對一般線性接受元件是合適的。而對全息照相的記錄介質(zhì)來說，曝光量和振幅透過率的特性曲線是非線性的，在曲線兩端發(fā)生奇變（如右圖所示），產(chǎn)生較高階的衍射光，使衍射效率降低。另一方面，如果物光比參考光強(qiáng)，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。（5） 顯影時間的影響：若顯影時間太長，會使全息干板發(fā)黑，影響再現(xiàn)效果；若顯影時間太短，干板上條紋不易出現(xiàn)，無法顯示干涉條紋。（6） 顯影液的影響：顯影液（異丙醇溶液）由于多次使用，質(zhì)量分?jǐn)?shù)會有一定量的下降，并且實驗是將顯影液放在透明燒杯中使用，對顯影液損害較大。對于“二次曝光法測鋁板的彈性模量”實驗，資料表明，鋁合金板的彈性模量約為72Gpa，
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