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-展示頁(yè)
2025-07-05 12:31本頁(yè)面
【正文】 涉條紋，間接記錄下物光的振幅和位相信息，然后使照明光按一定方向照射到全息圖上，通過(guò)全息圖的衍射再現(xiàn)物光波前，這時(shí)人眼便能看到物體的立體像。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(guò)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)。北京航空航天大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)研究性報(bào)告北航物理實(shí)驗(yàn)研究性報(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)方法第一作者：陳子涵 學(xué)號(hào)：10141020第二作者：白春磊 學(xué)號(hào)：10141009目錄摘要 3一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二、 實(shí)驗(yàn)原理 31. 全息照相： 3（1） 透射式全息照相 4（2） 反射式全息照相 52. 兩次曝光法測(cè)定金屬的彈性模量： 7三、 實(shí)驗(yàn)儀器 9注意事項(xiàng)： 9四、 實(shí)驗(yàn)步驟 10 全息照片的拍攝和全息像的再現(xiàn) 10 二次曝光法測(cè)定鋁板的楊氏模量 11五、 數(shù)據(jù)記錄與處理 11 原始數(shù)據(jù)記錄 11 數(shù)據(jù)處理 11六、 結(jié)果分析 14誤差分析 14 改進(jìn)建議 17 感想體會(huì) 18七、參考資料 20摘要本報(bào)告對(duì)全息照相和全息干涉法實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、儀器進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及誤差估算。通過(guò)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(shuō)明實(shí)驗(yàn)的收獲與感想。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 全息照相：全息照相所記錄和再現(xiàn)的是包括物光波前的振幅和位相在內(nèi)的全部信息。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。設(shè)A、O兩點(diǎn)為相鄰明條紋，則條紋間距 d=OA ,如圖1，其光程差為波長(zhǎng)。）的入射角為正，反之為負(fù)。將感光板至于直角坐標(biāo)系OXY平面上，如圖2，物光光線2與參考光線、。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(lái)的物光，從而使物體得到再現(xiàn)。由相關(guān)理論可知，灰度呈正弦分布的光柵結(jié)構(gòu)，其衍射級(jí)只能取。（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。物光與參考光從底片的正反兩面分別引入并在底片介質(zhì)中形成駐波，在平板乳膠面中形成平行于乳膠面的多層干涉面，由于物光與參考光之間的夾角接近于，故兩相鄰干涉面間的距離近似為：(4)，會(huì)在厚度約為25微米的光致聚合物底板上形成約6080層干涉面（布拉格面），因而全息圖是一個(gè)具有三維結(jié)構(gòu)的衍射物體，再現(xiàn)光在這三維物體上的衍射極大值必須滿足下列條件：（1） 光從衍射面上反射時(shí)，反射角等于入射角；（2） 相鄰兩干涉層之間的反射光光程差必須是，如圖3，即有布拉格條件：（5）式中是感光板的折射率。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(zhǎng)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)。懸臂梁未受力時(shí)作第一次曝光，則記錄下了懸臂梁處于原
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