北航基础物理实验研究性报告全息照相与全息干涉的应用.doc

基础物理实验研究性报告 对全息照相与全息干涉实验的分析与改进 The analysis and improvement of the hologram and holographic interference experiment Institute 院系 电子信息工程学院 Major 专业 交通运输（民航信息工程） Author 作者 王志鹏向宇骋 周高祥2014年 5月18日 摘要 4 一、实验目的 5 二、实验仪器 5 三、实验原理 5 3.1全息照相： 5 3.1.1透射式全息照相 6 3.1.2反射式全息照相 7 3.2两次曝光法测定金属的弹性模量： 8 四、实验内容 10 4.1全息片的拍摄 10 4.1.1反射式全息照相 10 4.1.2二次曝光法测定铝板的杨氏模量 11 4.1.3透射式样全息照相 11 4.2 冲洗底版 12 4.3 再现像的观察 12 4.3.1 反射全息图的观察 12 4.3.2 弹性模量的测量 12 4.3.3透射全息图的再现 12 五、数据处理 13 5.1原始数据记录 13 5.2数据处理 13 六、误差分析 14 6.1 环境震动对实验的影响 14 6.2 两次曝光法测铝板弹性模量的误差 14 6.2.1铝板受力不均造成误差 14 6.2.2铝板安装的方位误差 15 七、对实验装置的改进 16 7.1用硅光电池控制物光与参考光光强比 16 7.2对于实验物体与光路的改进 17 7.3 其它注意事项 17 八、收获与感想 18 8.1做实验要有严谨认真的态度 18 8.2自学能力十分重要 18 8.3勤于思考，敢于创新 18 参考文献 18 摘要本文以全息照相与全息干涉的应用为主要内容，先介绍了实验原理与实验内容，接着进行了数据处理与不确定度计算，分析了实验误差并提出了对于实验光路、器件、操作的改进意见，最后对实验过程进行了总结。 Abstract Based on “The application of holographic interferometry and hologram as the main content，this article first introduced the principle and experiment content，and then showed the result of data processing. Followed by the data processing and uncertainty calculation, we analyzed the experimental error and made some improvements. Finally, the experimental process was summarized. 一、实验目的 1、了解全息照相的基本原理，熟悉反射式全息照相与透射式全息照相的基本技术和方法； 2、掌握在光学平台上进行光路调整的基本方法和技能； 3、学习用二次曝光法进行全息干涉测量，并以此测定铝板的弹性模量； 4、通过全息照片的拍摄和冲洗，了解有关照相的一些基础知识。 二、实验仪器 氦氖激光器及电源一套、分束镜一块、平面镜三面、被摄物一个、砝码加载器及待测铝板、载物台、底板架一个、扩束镜两块、透镜一块，白屏一块，纯净水以及质量分数分别为40%，60%，80%，100%的异丙醇溶液若干，竹夹一个，RSP—1型红敏光聚合物全息干板。 注意事项： 1、全息干板必须夹牢固，尽量不要有自由端，尽量避免震振动； 2、全息干板必须夹牢固后，应该等待几分钟再拍摄相片，以释放干板的夹持应力，提高再现像的亮度与质量； 3、拍摄光路上的光学元件必须用磁性表座固定，不用的仪器不要放在全息台上； 4、尽量避免在较大噪声的环境中曝光； 5、曝光时间内，不要在室内走动或者敲击全息台，以免振动影响干涉条纹的质量。 三、实验原理 3.1全息照相 全息照相所记录和再现的是包括物光波前的振幅和位相在内的全部信息。但是，感光乳胶和一切光敏元件都只对光强敏感，不能直接记录相位，从而借助一束相干参考光，通过拍摄物光和参考光之间的干涉条纹，间接记录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图上，通过全息图的衍射再现物光波前，这时人眼便能看到物体的立体像。 根据记录光路的不同，全息照相又分为透射式全息和反射式全息，若物光和参考光位于记录介质（干板）的同侧，则称为透射全息；若物光和参考光位于记录介质的异侧，则称为反射全息。 3.1.1透射式全息照相 透射全息的记录 两束平行光的干涉： 将