1. 全息照相實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1、全息照片和普通的科普照片是不一樣的,在適當(dāng)?shù)墓庹障?全息照片上顯示出來(lái)的景象是立體的,可看到景物的各個(gè)側(cè)面。
2、全息照相和常規(guī)照相之不同還在于,常規(guī)照相只是記錄了被攝物體表面光線(xiàn)強(qiáng)弱的變化,即只記錄了光的振幅;而全息照相則記錄了光波的全部信息,除振幅外,還記錄了光波的相位.這樣就把空間物體光波場(chǎng)的全部信息都貯存記錄了下來(lái).然后利用全息照片對(duì)特定波長(zhǎng)單色照明光的衍射,把原空間景象顯現(xiàn)出來(lái).它可將一個(gè)“凍結(jié)”了的景物重新“復(fù)活”后顯現(xiàn)在人們眼前。
3、普通照相只能存貯被攝物體光強(qiáng)度的空間分布,不能滿(mǎn)足人們希望在特定環(huán)境下能夠感知真實(shí)3D場(chǎng)景的要求;而全息照相是通過(guò)記錄照射物體的物光波與相應(yīng)的參考光波的干涉條紋,從而記錄下包括物體振幅(光強(qiáng))和相位在內(nèi)的全部光場(chǎng)信息,故稱(chēng)“全息”。
2. 全息照相實(shí)驗(yàn)結(jié)論怎么寫(xiě)
衍射光柵實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理及衍射光柵實(shí)驗(yàn)結(jié)論。具體如下:
1、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):
光柵衍射。
2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
(1)進(jìn)一步掌握調(diào)節(jié)和使用分光計(jì)的方法。
(2)加深對(duì)分光計(jì)原理的理解。
(3)用透射光柵測(cè)定光柵常數(shù)。
3、實(shí)驗(yàn)儀器:
分光鏡,平面透射光柵,低壓汞燈(連鎮(zhèn)流器)。
4、實(shí)驗(yàn)原理:
光柵是由一組數(shù)目很多的相互平行、等寬、等間距的狹縫(或刻痕)構(gòu)成的,是單縫的組合體。原制光柵是用金剛石刻刀在精制的平面光學(xué)玻璃上平行刻畫(huà)而成。光柵上的刻痕起著不透光的作用,兩刻痕之間相當(dāng)于透光狹縫。
原制光柵價(jià)格昂貴,常用的是復(fù)制光柵和全息光柵。為刻痕的寬度, 為狹縫間寬度, 為相鄰兩狹縫上相應(yīng)兩點(diǎn)之間的距離,稱(chēng)為光柵常數(shù)。它是光柵基本常數(shù)之一。光柵常數(shù)的倒數(shù)為光柵密度,即光柵的單位長(zhǎng)度上的條紋數(shù),如某光柵密度為1000條/毫米,即每毫米上刻有1000條刻痕。
5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
光柵光譜具有如下特點(diǎn):光柵常數(shù)d越小,色散率越大;高級(jí)數(shù)的光譜比低級(jí)數(shù)的光譜有較大的色散率;衍射角很小時(shí),色散率D可看成常數(shù),此時(shí),Δ 與Δ 成正比,故光柵光譜稱(chēng)為勻排光譜。
3. 全息照相的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論
全息攝影是指一種記錄被攝物體反射波的振幅和位相等全部信息的新型攝影技術(shù)。
普通攝影是記錄物體面上的光強(qiáng)分布,它不能記錄物體反射光的位相信息,因而失去了立體感。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)生干涉,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涉條紋,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。一張全息攝影圖片即使只剩下一小部分,依然可以重現(xiàn)全部景物。
實(shí)像:物體發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)元件作用后,由實(shí)際光線(xiàn)會(huì)聚所成的像叫實(shí)像。
虛像:物體發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)元件作用后,實(shí)際光線(xiàn)為發(fā)散光線(xiàn),其反向延長(zhǎng)線(xiàn)的“交點(diǎn)”所成的像叫虛像。
4. 全息照相實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)述
全息投影技術(shù)(front-projected holographic display)屬于3D技術(shù)的一種,原指利用干涉原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。而后隨著科幻電影與商業(yè)宣傳的引導(dǎo),全息投影的概念逐漸延伸到舞臺(tái)表演、展覽展示等商用活動(dòng)中。但我們平時(shí)所了解到的全息往往并非嚴(yán)格意義上的全息投影,而是使用佩珀?duì)柣孟?、邊緣消隱等方法實(shí)現(xiàn)3D效果的一種類(lèi)全息投影技術(shù)。
5. 全息照相物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告問(wèn)題討論
(1) 光源必須是相干光源
通過(guò)前面分析知道,全息照相是根據(jù)光的干涉原理,所以要求光源必須具有很好的相干性。激光的出現(xiàn),為全息照相提供了一個(gè)理想的光源。這是因?yàn)榧す饩哂泻芎玫目臻g相干性和時(shí)間相干性,實(shí)驗(yàn)中采用He-Ne激光器,用其拍攝較小的漫散物體,可獲得良好的全息圖。
(2) 全息照相系統(tǒng)要具有穩(wěn)定性
由于全息底片上記錄的是干涉條紋,而且是又細(xì)又密的干涉條紋,所以在照相過(guò)程中極小的干擾都會(huì)引起干涉條紋的模糊,甚至使干涉條紋無(wú)法記錄。比如,拍攝過(guò)程中若底片位移一個(gè)微米,則條紋就分辨不清,為此,要求全息實(shí)驗(yàn)臺(tái)是防震的。全息臺(tái)上的所有光學(xué)器件都用磁性材料牢固地吸在工作臺(tái)面鋼板上。另外,氣流通過(guò)光路,聲波干擾以及溫度變化都會(huì)引起周?chē)諝饷芏鹊淖兓R虼?,在曝光時(shí)應(yīng)該禁止大聲喧嘩,不能隨意走動(dòng),保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)室絕對(duì)安靜。我們的經(jīng)驗(yàn)是,各組都調(diào)好光路后,同學(xué)們離開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái),穩(wěn)定一分鐘后,再在同一時(shí)間內(nèi)爆光,得到較好的效果。
(3) 物光與參考光應(yīng)滿(mǎn)足
物光和參考光的光程差應(yīng)盡量小,兩束光的光程相等最好,最多不能超過(guò)2cm,調(diào)光路時(shí)用細(xì)繩量好;兩束光之間的夾角要在30°~60°之間,最好在45°左右,因?yàn)閵A角小,干涉條紋就稀,這樣對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和感光材料分辨率的要求較低;兩束光的光強(qiáng)比要適當(dāng),一般要求在1∶1~1∶10之間都可以,光強(qiáng)比用硅光電池測(cè)出。
(4) 使用高分辨率的全息底片
因?yàn)槿⒄障嗟灼嫌涗浀氖怯旨?xì)又密的干涉條紋,所以需要高分辨率的感光材料。普通照相用的感光底片由于銀化物的顆粒較粗,每毫米只能記錄50~100個(gè)條紋,天津感光膠片廠(chǎng)生產(chǎn)的I型全息干板,其分辨率可達(dá)每毫米3?000條,能滿(mǎn)足全息照相的要求。
(5) 全息照片的沖洗過(guò)程
沖洗過(guò)程也是很關(guān)鍵的。我們按照配方要求配藥,配出顯影液、停影液、定影液和漂白液。上述幾種藥方都要求用蒸餾水配制,但實(shí)驗(yàn)證明,用純凈的自來(lái)水配制,也獲得成功。沖洗過(guò)程要在暗室進(jìn)行,藥液千萬(wàn)不能見(jiàn)光,保持在室溫20℃在右進(jìn)行沖洗,配制一次藥液保管得當(dāng)可使用一個(gè)月左右。
6. 全息照相實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析
1947 年,英國(guó)人丹尼斯蓋博(Dennis Gabor)在研究電子顯微鏡的過(guò)程中,提出了全息攝影術(shù)(Holography)這樣一種全新的成像概念,并獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。全息術(shù)的成像利用了光的干涉原理,以條紋形式記錄物體發(fā)射的特定光波,并在特殊條件下使其重現(xiàn),形成逼真的三維圖像,這幅圖像記錄了物體的振幅、相位、亮度、外形分布等信息,所以稱(chēng)之為全息術(shù),意為包含了全部信息。但在當(dāng)時(shí)的條件下,全息圖像的成像質(zhì)量很差,只是采用水銀燈記錄全息信息,但由于水銀燈的性能太差,無(wú)法分離同軸全息衍射波,因此大量的科學(xué)家花費(fèi)了十年的時(shí)間卻沒(méi)有使這一技術(shù)有很大進(jìn)展。
1962 年,美國(guó)人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息術(shù)的基礎(chǔ)上,將通信行業(yè)中“側(cè)視雷達(dá)”理論應(yīng)用在全息術(shù)上,發(fā)明了離軸全息技術(shù),帶動(dòng)全息技術(shù)進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。這一技術(shù)采用離軸光記錄全息圖像,然后利用離軸再現(xiàn)光得到三個(gè)空間相互分離的衍射分量,可以清晰的觀(guān)察到所需的圖像,有效克服了全息圖成像質(zhì)量差的問(wèn)題。
1969 年,本頓發(fā)明了彩虹全息術(shù),能在白熾燈光下觀(guān)察到明亮的立體成像。其基本特征是,在適當(dāng)?shù)奈恢眉尤胍粋€(gè)一定寬度的狹縫,限制再現(xiàn)光波以降低像的色模糊,根據(jù)人眼水平排列的特性,犧牲垂直方向物體信息,保留水平方向物體信息,從而降低對(duì)光源的要求。彩虹全息術(shù)的發(fā)明,帶動(dòng)全息術(shù)進(jìn)入了第三個(gè)發(fā)展階段。傳統(tǒng)全息技術(shù)采用鹵化銀等材料制成感光膠片,完成全息圖像信。
20 世紀(jì) 60 年代末期,古德曼和勞倫斯等人提出了新的全息概念———數(shù)字全息技術(shù),開(kāi)創(chuàng)了精確全息技術(shù)的時(shí)代。
到了 90 年代,隨著高分辨率 CCD 的出現(xiàn),人們開(kāi)始用 CCD 等光敏電子元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的感光膠片或新型光敏等介質(zhì)記錄全息圖,并用數(shù)字方式通過(guò)電腦模擬光學(xué)衍射來(lái)呈現(xiàn)影像,使得全息圖的記錄和再現(xiàn)真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。數(shù)字全息技術(shù)的成像原理是,首先通過(guò) CCD 等器件接收參考光和物光的干涉條紋場(chǎng),由圖像采集卡將其傳入電腦記錄數(shù)字全息圖;然后利用菲涅爾衍射原理在電腦中模擬光學(xué)衍射過(guò)程,實(shí)現(xiàn)全息圖的數(shù)字再現(xiàn);最后利用數(shù)字圖像基本原理再現(xiàn)的全息圖進(jìn)行進(jìn)一步處理,去除數(shù)字干擾,得到清晰的全息圖像。
數(shù)字全息技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、全息技術(shù)和電子成像技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。它通過(guò)電子元件記錄全息圖,省略了圖像的后期化學(xué)處理,節(jié)省了大量時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像的實(shí)時(shí)處理。同時(shí),其可以進(jìn)行通過(guò)電腦對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行定量分析,通過(guò)計(jì)算得到圖像的強(qiáng)度和相位分布,并且模擬多個(gè)全息圖的疊加等操作。
必須需要認(rèn)清的一點(diǎn):真正的全息成像目前還沒(méi)有真正進(jìn)入應(yīng)用階段。其實(shí),目前我們所能看到的關(guān)于全息 3D 的應(yīng)用,大多運(yùn)用的是一種偽裝的全息技術(shù)——即全息投影。
真正的全息影像可以不通過(guò)過(guò)任何介質(zhì),從地平線(xiàn)上的空氣中就能顯示出來(lái)影像,而且觀(guān)看角度可以隨意變換,體驗(yàn)者能夠從三維立體的畫(huà)面之中穿梭自如。但是,目前世界上還沒(méi)有直接通過(guò)空氣不通過(guò)其他介質(zhì)呈現(xiàn)的技術(shù)并沒(méi)有出現(xiàn)。目前,絕大多數(shù)我們看到的舞臺(tái)表演中運(yùn)用的全息技術(shù),都是“佩珀?duì)柣孟蟆被蚴侨⑼队凹夹g(shù)。
7. 全息照相實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述
全息照片是指用全息照相技術(shù)拍攝的照片。全息照相,就是將激光技術(shù)用于照相,在底片上記錄下物體的全部光信息,而不像普通照相僅僅是記錄物體的某一面投影。
因此當(dāng)?shù)灼系奈矬w重現(xiàn)時(shí),在觀(guān)看者的眼里顯得異常逼真,它產(chǎn)生的視覺(jué)效應(yīng),完全與觀(guān)看實(shí)物時(shí)一模一樣。