全息照相大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)

全息照相大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)篇一：全息照相大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)——全息照相個(gè)人心得通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課程學(xué)習(xí)，將物理理論與實(shí)踐結(jié)合在一起，在這過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)很多的樂趣。實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，使我對(duì)一些物理知識(shí)、現(xiàn)象有了更深入的認(rèn)識(shí)，也激發(fā)起我對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和對(duì)物理現(xiàn)象探索的渴望。給我印象深刻的實(shí)驗(yàn)有很多，如邁克耳孫干預(yù)儀測(cè)波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)、衍射光柵實(shí)驗(yàn)、霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等。而全息照相立體效果十分有趣，是物理學(xué)中一道別樣的風(fēng)景。全息照相的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，利用干預(yù)方法記錄了物體抵達(dá)攝影底片時(shí)光波的振幅與相位的全部信息。它記錄的不是物體的幾何信息，而是物光與另一束與之相干的參考光抵達(dá)照相底片的干預(yù)條紋。所以，全息照片上一般看不到原物體的像，必須用原來(lái)的參考光照明，才能看到原物體的立體像，這被稱為全息底片的再現(xiàn)。從全息照相和全反鏡普通照相比照中，我們可以很容易發(fā)現(xiàn)全息照相的特別之處。普通照相通常是通過(guò)照相機(jī)物鏡成像，在感光底片平面上將物體發(fā)出的或它散射的光波〔通常稱為物光〕的強(qiáng)度分布〔即振幅分布〕記錄底片下來(lái)，由于底片上的全息圖的光路感光物質(zhì)只對(duì)光的強(qiáng)度有響應(yīng)，對(duì)相位分布不起作用，所以在照相過(guò)程中把光波的相位分布這個(gè)重要的信息喪失了。因而，在所得到的照片中，物體的三維特征消失了。全息技術(shù)那么完全不同，由全息術(shù)所產(chǎn)生的像是完全逼真的立體像〔因?yàn)橥瑫r(shí)記錄下了物光的強(qiáng)度分布和相位分布，即全部信息〕，當(dāng)以不同的角度觀察時(shí)，就象觀察一個(gè)真實(shí)的物體一樣，能夠看到像的不同側(cè)面，也能在不同的距離聚焦。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用到的儀器主要有：激光全息實(shí)驗(yàn)臺(tái)，He-Ne激光器,光開關(guān)及曝光定時(shí)器;其它需要的是：分束鏡一個(gè)，擴(kuò)束鏡兩個(gè)，全反射鏡兩個(gè)，被攝物體及放置物體的底座，全息干版及底架以及暗室效果。拍好全息照相除了掌握它的原理步驟外，還有很多的關(guān)鍵點(diǎn)值得我們注意：(1)具有一定功率的相干光源；具有穩(wěn)定的操作平臺(tái)；要有適宜的光路；〔2〕搭光路時(shí)要注意光斑是否均勻；物光和參考光在屏上要重疊，放置干版時(shí)要與該位置一致；搭好光路后要檢查光程差是否接近零、物光和參考光的夾角是否適當(dāng)〔30°至50°〕、以及物屏距離是否適宜〔10至15cm)、各元件間的距離盡可能拉大些；裝底片時(shí)，藥膜面不能裝反；曝光時(shí)，不得走動(dòng)，不能用手觸摸光學(xué)元件的光學(xué)面，不要隨意搬動(dòng)和取下被攝物；激光器開啟后，不要中途關(guān)閉、直到實(shí)驗(yàn)完畢。〔5〕要獲得最終的全息圖，充分了解和學(xué)習(xí)感光底片的顯影、定影、沖洗等有關(guān)攝影的暗室技術(shù)知識(shí)也是不可缺少的；顯影時(shí)間2分鐘左右，定影時(shí)間20分鐘左右。定影后的底片應(yīng)放在清水中沖洗2分鐘。將全息照片放回原處，遮住物光，用參考光束照亮全息片，可觀察到物體的像。全息照片有很多奇妙的特點(diǎn)：片上的花紋與被攝物體無(wú)任何相似之處，在相干光束的照射下，物體圖像卻能如實(shí)重現(xiàn)。此外立體感很明顯〔三維再現(xiàn)性〕，如某些隱藏在物體背后的東西，只要把頭偏移一下，也可以看到。視差效應(yīng)很明顯。全息圖打碎后，只要任取一小片，照樣可以用來(lái)重現(xiàn)物光波。甚至是，在同一張照片上，可以重疊數(shù)個(gè)不同的全息圖。在記錄時(shí)或改變物光與參考光之間的夾角，或改變物體的位置，或改變被攝的物體等等，一一曝光之后再進(jìn)行顯影與定影，再現(xiàn)時(shí)能一一重現(xiàn)各個(gè)不同的圖像。全息照相是六十年代開展起來(lái)的一種立體攝影和波陣面再現(xiàn)的新技術(shù)。由于全息照相能夠把物體外表發(fā)出的全部信息記錄下來(lái)，并能完全再現(xiàn)被攝物體光波的全部信息，因此，全息技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。除光學(xué)全息外，還開展了紅外、微波和超聲全息技術(shù)，這些全息技術(shù)在軍事全息照相的方法從光學(xué)領(lǐng)域推廣到其他領(lǐng)域。如微波全息、聲全息等得到很大開展，成功地應(yīng)用在工業(yè)醫(yī)療等方面。地震波、電子波、某射線等方面的全息也正在深入研究中。全息圖有極其廣泛的應(yīng)用。如用于研究火箭飛行的沖擊波、飛機(jī)機(jī)翼蜂窩結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢驗(yàn)等。現(xiàn)在不僅有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人們能看到景物的各個(gè)側(cè)面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向開展，甚至進(jìn)入我們的日常生活，如產(chǎn)品商標(biāo)，書籍裝幀以及小工藝品等。中學(xué)的物理學(xué)習(xí)一直在理論上，缺乏直觀的認(rèn)識(shí)和感受，而實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)理論認(rèn)識(shí)更清晰、直觀，也更加深刻。3D電影更是向群眾展現(xiàn)了全息技術(shù)的特點(diǎn)和趣味。我相信隨著不斷地研究發(fā)現(xiàn)及創(chuàng)新，全息技術(shù)的道路會(huì)越來(lái)越寬廣。2022年12月15日篇二：物理實(shí)驗(yàn)-全息照相-實(shí)驗(yàn)報(bào)告物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)—信工C班―組別D姓名李鈴學(xué)號(hào)_1111000048_日期―2022.3.6―指導(dǎo)教師—張波【實(shí)驗(yàn)題目】全息照相【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.了解全息攝影的根本原理、實(shí)驗(yàn)裝置以及實(shí)驗(yàn)方法；2.掌握激光全息攝影和激光再現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)；3.通過(guò)觀察全息圖像的再現(xiàn)，弄清全息照片和普通照片的本質(zhì)區(qū)別【實(shí)驗(yàn)儀器】防震全息臺(tái)，氦一氖激光器，擴(kuò)束透鏡，分束棱鏡〔或分束板〕，反射鏡，毛玻璃屏，調(diào)節(jié)支架，米尺，計(jì)時(shí)器，照相沖洗設(shè)備等?！緦?shí)驗(yàn)原理】全息攝影采用激光作為照明光源，并將光源發(fā)出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經(jīng)被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產(chǎn)生干預(yù)，感光底片上各點(diǎn)的感光程度不僅隨強(qiáng)度也隨兩束光的位相關(guān)系而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強(qiáng)度，也記錄了位相信息。人眼直接去看這種感光的底片，只能看到像指紋一樣的干預(yù)條紋，但如果用激光去照射它，人眼透過(guò)底片就能看到原來(lái)被拍攝物體完全相同的三維立體像。全息圖種類很多，有菲涅耳圖、夫瑯和費(fèi)圖、傅立葉變換全息圖、彩虹全息圖、像全息圖、體積全息圖等。不管哪種全息圖都要分成兩步來(lái)完成，即用干預(yù)法記錄光波全息圖，稱波前記錄；用衍射原理使原光波波前再現(xiàn)，稱波前再現(xiàn)。1.全息照相的過(guò)程物體發(fā)出的包含振幅和位相信息的光可以用下式表示:其中:信息，而位相信息為振幅，為位相。普通攝影只能記錄物體光波的振幅全部喪失，因此照片沒有立體感。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：實(shí)際上沒有任何一種感光材料可以直接記錄光波的位相，在全息攝影中我們利用光的干預(yù)原理來(lái)記錄光波的振幅和位相信息。如右圖所示，激光器L發(fā)出的激光由分束鏡BS將光線一分為二，透射光線經(jīng)反射鏡M2反射再經(jīng)過(guò)擴(kuò)束后照射在被攝物體上，這束光線稱為物光（O光）；反射光線經(jīng)反射鏡M1反射再經(jīng)過(guò)擴(kuò)束后直接照射在感光材料上，因而稱為參考光（R光）；兩束光線在P處相干并形成干預(yù)條紋，這些條紋記錄了物光的所有振幅和位相信息。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：物光為：參考光為：兩光相干后總光強(qiáng)為：兩光相干后總光強(qiáng)的表達(dá)式說(shuō)明全息圖中包念著物光的振幅和位相信息，它們?nèi)勘挥涗浽诟泄獠牧仙?，并以干預(yù)條紋的形式表現(xiàn)出來(lái)。感光材料〔全息干板或膠片〕經(jīng)過(guò)曝光、顯影和定影后，即可得到一張菲涅耳全息圖。2.全息相片的再現(xiàn)過(guò)程：將制作好的全息圖放回原處，遮擋住物光（那么透過(guò)這張全息圖的光強(qiáng)為：）并取走被攝物體，用原參考光照明，上式中的第二項(xiàng)與原物光光波只相差一個(gè)系數(shù)R，這說(shuō)明通過(guò)全息圖的出射光包含原物光的全部信息。所以我們透過(guò)全息圖可以看到在原來(lái)放置物體的地方有物體的虛像，就像物體沒有被取走一樣。如右圖所示。物體的虛像具有明顯的視差效應(yīng)，當(dāng)人們通過(guò)全息圖觀察物體的虛像時(shí)，就像通過(guò)一個(gè)“窗口〃觀察真實(shí)物體一樣，具有強(qiáng)烈的三維立體感。當(dāng)人眼在全息圖前面左右移動(dòng)或上下移動(dòng)時(shí)，我們可以看到物體的不同部位。即使全息干板破損、變小，但原物光的信息還保存在干預(yù)條紋之中，所以我們通過(guò)參考光的照射同樣可以看到物體的虛像，只是大小發(fā)生了變化。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】〔1〕在全息干板支架上固定白屏或毛玻璃，調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡C1使物光均勻地照射在被攝物體上，調(diào)節(jié)物體的方位使物體漫反射光的最強(qiáng)局部均勻地照射在白屏上。調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡C2使參考光均勻地照射在整個(gè)白屏上。這時(shí)物光和參考光在白屏上完全重疊?！?〕完全擋住光源。拿掉全息干板支架上的白屏，換上全息干板，并將藥膜面〔手感發(fā)澀〕朝著光的方向安裝在全息干板支架上。穩(wěn)定1~2min后開始曝光，曝光60秒?！?〕將曝光后的全息干板在暗室內(nèi)進(jìn)行常規(guī)的顯影、停顯、定影、水洗、枯燥等處理，即可得到一張漫反射的三維全息圖。〔4〕將沖洗好的全息圖放回到干板支架上，拿去被攝物體，擋住物光，用原參考光照明全息圖，在其后面觀察重現(xiàn)的虛像。我們可以看到在原來(lái)放置被攝物體的地方有一虛像，人眼上下左右緩慢地移動(dòng)，可以看到物體的各個(gè)部位。將全息圖擋去一局部，觀察虛像有何變化。本卷須知：曝光時(shí)注意不要碰臺(tái)面；不要坐著進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免眼睛灼傷。【原始數(shù)據(jù)】【數(shù)據(jù)處理】【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析】【思考題】1.普通照相與全息照相的區(qū)別是什么？答：普通的照相利用透鏡成像原理，在感光膠片/器件上記錄反映被攝物體外表光強(qiáng)變化的外表像，從照片中看到的拍攝物是平面的。而全息攝影采用激光作為照明光源，并將光源發(fā)出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經(jīng)被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產(chǎn)生干預(yù)，感光底片上各點(diǎn)的感光程度不僅隨強(qiáng)度也隨兩束光的位相關(guān)系而不同，因而全息照相不僅記錄了被攝物體的反射光波強(qiáng)度（振幅），還記錄了反射光波的相位信息。用激光照射，人眼透過(guò)底片就能看到原來(lái)被拍攝物體完全相同的三維立體像。2.為什么每一個(gè)碎片都能產(chǎn)生完整的像？答：全息照相是由單色光〔一般用激光〕的衍射條紋組成的，每個(gè)面積上都記錄有“全部信息〃。篇三：全息照相實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)全息照相實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)全息照相術(shù)是利用干預(yù)和衍射的原理將物體發(fā)射的光波以干預(yù)條紋的形式記錄下來(lái)，再在一定的條件下再現(xiàn)，形成與原物體完全相似的空間像。由于它記錄的是物體原來(lái)光波的全部信息〔振幅和位相〕，像十分逼真并具有立體效果，所以叫全息照相。根據(jù)記錄和再現(xiàn)方式的不同，全息術(shù)可分為多種類型，如菲涅耳全息、像全息、彩虹全息、合成全息等等。我們所做的全息照相實(shí)驗(yàn)的原理是菲涅耳全息照相。菲涅耳全息的特點(diǎn)是記錄平面位于物體衍射光場(chǎng)的菲涅耳衍射區(qū)，物光由物體直接照到底片上，而無(wú)需變換透鏡或成像透鏡。實(shí)驗(yàn)原理見大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第三冊(cè)實(shí)驗(yàn)3.5.1全息術(shù)。如圖〔1〕所示布置光路。分束板采用反射率為5%的平晶，擴(kuò)束鏡用40X顯微鏡。選擇漫反射性比較好的物體作為拍攝三維全息照相的物體。調(diào)好光路，使參考光與物光束的光強(qiáng)比為2:1~10:1，放上全息干板曝光，曝光后經(jīng)適當(dāng)沖洗，就完成了。再現(xiàn)的方法是將干板放在原光路中，把分束鏡換成全反射鏡，拿走物體，向著干板后原物體所在的方向看去就可以看到與原物體相似的明亮的像。n實(shí)驗(yàn)體會(huì)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意，布置光路時(shí)要調(diào)節(jié)光學(xué)元件的上下和位置使激光束的上下與臺(tái)面平行，并使參、物光的光程根本相等,二者的光程差控制在3cm之內(nèi).還有為了保證記錄是線性的，應(yīng)使參考光光強(qiáng)大于物光光強(qiáng)，照射到全息干版上的參考光和物光光強(qiáng)之比以2：1至5：1為好，否那么拍出來(lái)后再現(xiàn)時(shí)會(huì)很模糊。還要注意投射到干板上的物光與參考光之間的夾角要略小于45度，以便觀察時(shí)避開直射強(qiáng)光,夾角可

以在25~45度之間選擇.再有就是要調(diào)節(jié)物體使其反射的最亮的局部落在干板上，否那么也很難成功，我拍攝時(shí)就是由于沒有注意到這一點(diǎn)所以第一次沒有拍出來(lái)。拍攝時(shí)還要注意每一光學(xué)元件都不能有任何微小移動(dòng)或振動(dòng)，輕微的振動(dòng)或氣流擾動(dòng)只要使光程差發(fā)生波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)的變化，條紋都會(huì)模糊不清，因此拍攝時(shí)不能亂動(dòng).曝光時(shí)間和沖洗時(shí)間也要把握好,曝光的時(shí)間在10秒左右，顯影時(shí)間也不要過(guò)長(zhǎng)，只要底片變灰了就行，千萬(wàn)不能變黑了，定影3分鐘，所有的時(shí)間要嚴(yán)格掌握才能保證成功.還有沖洗時(shí)可以用紫光或綠光燈，但千萬(wàn)不要被紅光照到，否那么就前功盡棄了.n實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展l物光擴(kuò)展拍攝大體積物體三維的全息圖l物光擴(kuò)展拍攝大體積物體三維的全息圖激光全息照相景深擴(kuò)展方法之一物體三維的全息照相是以干預(yù)條紋的形式記錄下物光波的信息，只有和參考光波干預(yù)的物信息才能記錄下來(lái)，沒有和參考光干預(yù)的物信息將損失掉。當(dāng)被拍攝物體的尺寸大于激光器的相干長(zhǎng)度是，從物體上各點(diǎn)漫射出的物光的光程和參考光的光程差就不會(huì)都小于激光器的相干長(zhǎng)度，即并非物體上各個(gè)物點(diǎn)漫射出的物光波都能與參考光波相干疊加，而只有局部物點(diǎn)漫射的物光波才與參考光波相干預(yù)形成全息圖。全息圖上只記錄了這一局部物信息，再現(xiàn)時(shí)，就只能重現(xiàn)這一局部物光波，使再現(xiàn)像局部模糊甚至出現(xiàn)暗區(qū)。為了盡量減少喪失物體的信息，采用物光擴(kuò)展的方法把物光分成兩束或更多束，從不同方向分段照明物體。例如圖〔2〕的雙光束照明，有反射鏡M5反射的光波充分照明被拍攝物體的左半局部，這一局部的各個(gè)物點(diǎn)漫反射的物光波的光程與參考光的光程差都小于激光器的相干長(zhǎng)度，被拍攝物體的左半局部的全部信息都以干預(yù)的形式記錄下來(lái)了。同理由M3反射的光波充分照明被拍攝物的右半局部，右半局部的全部信息也都以干預(yù)的形式記錄下來(lái)。整個(gè)被拍攝物的全部信息完整地被記錄而沒有損失掉。再現(xiàn)時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)局部模糊和暗區(qū)，得到清晰完整的再現(xiàn)像。l參考光擴(kuò)展拍大景深物體組三維的全息圖一一激光全息照相景深擴(kuò)展方法之二在激光器的相干長(zhǎng)度較短的情況