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-wenkub.com
2025-06-23 12:31 本頁面
【正文】 本次實驗時老師的講解非常詳細，雖然先演示了一遍，但是對于我們實驗中出現(xiàn)的問題，老師耐心解答，講解透徹，在實驗碰到的問題上，徐老師能夠講解實驗之外的理論，讓我們了解到一些實驗現(xiàn)象的具體原因。而在操作過程中要嚴格按照實驗儀器的操作要求來操作，所有儀器要調整到正確的位置和穩(wěn)定的狀態(tài)，在安裝和調整儀器時還不能使用書本這些本身就不穩(wěn)定的物品做墊塊，否則容易造成測量數(shù)據(jù)的分散性,影響實驗質量，并且容易在成實驗儀器的損壞。物理學是一門與實踐息息相關的學科，我們在掌握知識的同時更要去學會如何運用知識。另外，全息實驗是一個典型的理論聯(lián)系實踐的例子，雖然在很多物理實驗中我們只是復現(xiàn)課堂上所學理論知識的原理與結果，但這一過程與物理家進行研究分子和物質變化的科學研究中的物理實驗是一致的。 感想體會 這次實驗給我的感觸頗深，不僅僅讓我學到了關于全息照相的相關知識，同時也讓我對于一些精密儀器的調試有了更深遠的進步。本實驗使用的一元硬幣和小玩具，而光線在兩者表面均發(fā)生漫反射，從而和參考光相干涉的物光就很少。由于氣流通過光路，聲波干擾以及溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化，因此，在準備拍攝前必須遠離全息臺，保持安靜，靜止2min以上再啟動曝光定時器，并且在曝光期間盡量不講話、走動和發(fā)出任何聲響，保證環(huán)境穩(wěn)定，曝光后再靜等20s以上，才能取下干板。2) 保證拍攝系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由軟件分析計算可知自由端處位移值最大，按照經(jīng)典梁位移公式計算出的最大位移為：%。實驗中將鋁板作為梁，并用梁的相關公式計算結果。 從分析的角度看，一般α、β的值不超過2度，那么公式引起的誤差約為（令）：從結果看，此誤差很小，對實驗結果影響不大，可以忽略。（2）理論公式近似誤差。此誤差作用到各個刻度上，則引起的誤差更小，可以忽略。（6） 顯影液的影響：顯影液（異丙醇溶液）由于多次使用，質量分數(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。當兩光同位相時最大強度為，這對一般線性接受元件是合適的。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 說明線性相關性很好 合成不確定度所以最終表達式為 六、 結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，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。⑵物體靜止時進行第一次曝光，時間約10s。c) 將感光板放入質量分數(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。2． 全息干板必須夾牢固后，應該等待幾分鐘再拍攝相片，以釋放干板的夾持應力，
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