全息照相实验复习题.doc

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1、09物理专业用近代物理实验全息照相实验复习题填空激光与普通光源相比有四大优势，亮度高、高功率、高单色性、高相干性。经曝光后的全息底片称为全息图，它记录了物光的全部信息：振幅和位相，前者决定了光的强度，后者记录了光相对于光源的光程。全息照相利用与物光束相干的参考光在照相底片上产生干涉并由感光乳胶记录下这些条纹，而这些条纹的形状、疏密及明暗对比对决定于物光和参考光的强度及位相。物光和参考光夹角越大，干涉条纹的间距越密，这就要求底片具有较高的分辨率，目前国产的超微粒全息底片的分辨本领可达3000条/毫米。参考光与物光的光程

2、应尽量相等（程差最好不超过1cm，用尺子测量），以保证物光和参考光之间良好的相干性。全息图再现时，参考光经全息图（光栅）衍射后产生三个光波，透过全息图的光场分布为：I’(x,y)=k(A02+Ar2)R(x,y)+kAr2O(x,y)+kAr2O(x,y)*，与物体完全逼真的三维立体象是由公式中第二项的光波形成的。由于投身到底片上的物光是物体漫反射后的光线，所以物光信息较弱，因此，只有用足够的光照明物体，而且物体距全息底片不太远时，才能在底片上获得适当的物光强度。问答：1全息照相与普通照相有什么本质区别？普通照相术，

3、是把从物体表面反射（或漫射）来的光或物体本身发出的光，经过物镜成象，并且将光强度记录在感光底片上，再在照相纸上显现出物体的平面象。而全息照相术，不仅要在感光底片上记录下物光的光强分布，而且还把物光的位相也记录下来，也就是把物光的所有信息全部记录下来，然后通过一定的手段“再现”出物体的立体图象。2物光与参考光之夹角为什么不能过大而应尽量放小？干涉条纹的间距由此公式，参考光与物光的夹角越大，条纹越密，越容易受干扰而发生变化，所以参考光与物光角度不宜太大。3为了使全息图上干涉条纹稳定，拍摄时必须具备什么条件？答：为了使全息

4、图上干涉条纹稳定，拍摄时必须具备下列条件1）参考光束与物光束必须具有“相干性”，即两束波之间有稳定的位相关系，所以实验中两束波是从同一激光束分光而获得，为了获得好的相干性，实验中尽量使两束光的光程相等。2）光学系统必须有足够的机械稳定性，由于全息底片上记录的是精细的干涉条纹，如果在记录过程中因受各种干扰（地面震动、光学零件支架的自震和变形及空气的流动等）将引起干涉条纹的混乱和迭加，结果导致象的衍射亮度下降，甚至可能完全看不到物象。3）记录介质要有足够的分辨率，对所使用的激光波长有足够的感光灵敏度。记录介质（感光乳胶）

5、的分辨本领通常以每毫米能记录明暗相间的条纹数为标准（即每毫米多少条明或暗条纹），这就要求恰当地选择物光束与参考光束之间的夹角q，如果全息底片放在与物光、参考光的照射方向对称的位置上，则干涉条纹的间距公式为：可以看出夹角越大，干涉条纹的间距越密，这就要求底片具有较高的分辨率，目前国产的超微粒全息底片的分辨本领可达3000条/毫米。4在全息照相实验中光路布置要满足什么要求?光路布置应满足以下几点要求：1）由于投身到底片上的物光是物体漫反射后的光线，所以物光信息较弱，因此，只有用足够的光照明物体，而且物体距全息底片不太远时

6、，才能在底片上获得适当的物光强度，参考光与物光的强度之比一般在1：1~6：1之间为好（反复在毛玻璃屏上或白纸屏上用眼睛观察判断）。如果参考光太强，可适当增加分光镜（半反镜）以减弱参考光。2）物光与参考光之间的夹角q不应过大，一般在30o左右为好（用眼睛判断）。3）参考光与物光的光程应尽量相等（程差最好不超过1cm，用尺子测量），以保证物光和参考光之间良好的相干性。4）参考光在底片上应尽量均匀照射（这要求扩束镜要非常干净，如扩束镜上有灰尘，出射光将有灰尘的衍射光斑从而使参考光达不到均匀照射）。5）各镜面中心高度保持相等

7、使光束位于镜面中心。