全息實(shí)驗(yàn)思考題

1、?1.全息照相與普通照相有什么不同？a.全息照相過程分記錄、再現(xiàn)兩步，它是以干涉、衍射等波動(dòng)光學(xué)的規(guī)律為基礎(chǔ)的。全息照相過程分記錄、再現(xiàn)兩步，它是以干涉、衍射等波動(dòng)光學(xué)的規(guī)律為基礎(chǔ)的。普通照相過程是以幾何光學(xué)的規(guī)律為基礎(chǔ)的。普通照相過程是以幾何光學(xué)的規(guī)律為基礎(chǔ)的。b.全息圖所記錄的是物體各點(diǎn)的全部光信息，包括振幅和相位。全息圖所記錄的是物體各點(diǎn)的全部光信息，包括振幅和相位。全息圖所記錄的是物體各點(diǎn)的全部光信息，包括振幅和相位全息圖所記錄

2、的是物體各點(diǎn)的全部光信息，包括振幅和相位c.全息照相過程中物體與底片之間是點(diǎn)面對應(yīng)的關(guān)系，即每個(gè)物點(diǎn)所發(fā)射的光束直全息照相過程中物體與底片之間是點(diǎn)面對應(yīng)的關(guān)系，即每個(gè)物點(diǎn)所發(fā)射的光束直接落在記錄介質(zhì)整個(gè)平面上。反過來說，全息圖中每一個(gè)局部都包含了物體各點(diǎn)的接落在記錄介質(zhì)整個(gè)平面上。反過來說，全息圖中每一個(gè)局部都包含了物體各點(diǎn)的光信息。光信息。普通照相過程中物像之間是點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的關(guān)系，即一個(gè)物點(diǎn)對應(yīng)像平面中的一個(gè)像點(diǎn)。普通照相過程中物像之間

3、是點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的關(guān)系，即一個(gè)物點(diǎn)對應(yīng)像平面中的一個(gè)像點(diǎn)。d.全息圖能完全再現(xiàn)原物的波前，因而能觀察到一幅非常逼真的立體圖像。全息圖能完全再現(xiàn)原物的波前，因而能觀察到一幅非常逼真的立體圖像。普通照相得到的只能是二維的平面圖像。普通照相得到的只能是二維的平面圖像。全息照相是干涉全息照相是干涉因此要求光源有很高的相干性。光源的相干長度越大、波前上相因此要求光源有很高的相干性。光源的相干長度越大、波前上相干區(qū)越大，就能越有效地實(shí)現(xiàn)全息照相。干區(qū)越大

4、，就能越有效地實(shí)現(xiàn)全息照相。普通照相只是像的強(qiáng)度記錄，并不要求光源的相干性，用普通光源就可以了。普通照相只是像的強(qiáng)度記錄，并不要求光源的相干性，用普通光源就可以了。?2.全息照相的主要特點(diǎn)是什么？三維立體性三維立體性；可分割性可分割性；可重復(fù)記錄，同一張底片可多次曝光，重疊許多像可重復(fù)記錄，同一張底片可多次曝光，重疊許多像；顯微性顯微性；保密性和防偽性保密性和防偽性；易于復(fù)制易于復(fù)制?3.要盡量讓物光和參考光的光程相等，其目的是什么？在

5、全息照相中要求光路中物光和參考光的光程相等，因?yàn)槠胀す獾牟虚L度有限，分束鏡將一個(gè)波列分為物光和參考光兩個(gè)波列，通過不同路徑在感光板或觀察屏處相遇，兩路光的光程越是接近，兩波列疊合越好，干涉條紋越好，當(dāng)光程差大于波列長度時(shí)，兩波列完全不疊合，完全沒條紋。所以光路中物光和參考光的光程越是接近相等，條紋越好。?4.為什么全息照片的每一碎片都能使整個(gè)物體再現(xiàn)？全息照相過程中物體與底片之間是點(diǎn)面對應(yīng)的關(guān)系，即每個(gè)物點(diǎn)所發(fā)射的光束直接全息照相過

6、程中物體與底片之間是點(diǎn)面對應(yīng)的關(guān)系，即每個(gè)物點(diǎn)所發(fā)射的光束直接落在記錄介質(zhì)整個(gè)平面上。反過來說，全息圖中每一個(gè)局部都包含了物體各點(diǎn)的光落在記錄介質(zhì)整個(gè)平面上。反過來說，全息圖中每一個(gè)局部都包含了物體各點(diǎn)的光信息。信息。?5.為什么要盡量要把物光和參考光的夾角取小一些？增加條紋寬度干涉條紋的間距：參考光與物光的夾角越大，條紋越密，越容易受干擾而發(fā)生變化，所以參考光與物光角度不宜太大。兩束相干光夾角越小相干性學(xué)好干涉條紋越明顯.夾角0的兩束

7、光相干性最好；夾角90的光根本不會(huì)干涉即使兩光源本身相干性再好.實(shí)驗(yàn)中就是要物光和參考光發(fā)生明顯地干涉然后在干板上曝光得到清晰的全息圖?6.為什么參考光的強(qiáng)度必須比物光強(qiáng)？在全息再現(xiàn)的過程中根據(jù)公式來看物體經(jīng)過參考光的全息記錄過程會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與物光光強(qiáng)的平方項(xiàng)有關(guān)的噪聲這是我們再全息照相中干擾項(xiàng)要把它盡量減少于是在物光相比于參考光小很多時(shí)可以將其看做為0總的來說就是減小噪聲對全息再現(xiàn)的影響.：可以白光再現(xiàn)，這是因?yàn)榉瓷淙D的光柵具有選色

8、性，只有某種顏色的光波能反射回來形成像，其它顏色的光波透射過去，不會(huì)由于各種顏色的混迭產(chǎn)生色模糊。?14.拍攝全息照相必須具備哪些基本條件？拍攝一張好的全息圖的關(guān)鍵是什么？一個(gè)好的相干光源；一個(gè)穩(wěn)定性較好的防震臺(tái)：由于全息底片上所記錄的干涉條紋很細(xì)，相當(dāng)于波長量級，在照相過程中極小的干擾都會(huì)引起干涉條紋的模糊，不能形成全息圖，因此要求整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性良好。高分辨率的感光底片。普通感光底片由于銀化合物的顆粒較粗，每毫米只能記錄幾十至幾

9、百條，不能用來記錄全息照相的細(xì)密干涉條紋，必須采用高分辨率的感光底片（一般采用條紋寬度d的倒數(shù)表示空間頻率或感光材料的分辨率）。我們采用的是天津感光膠片廠出品的GSI型紅光干版。其極限分辨率為3000條每毫米。還有適當(dāng)縮短爆光時(shí)間。關(guān)鍵是光路的調(diào)整。?15.如何判斷全息圖拍攝成功，干涉條紋的亮暗對比和疏密程度反映了什么？有明暗條紋；反映了波前函數(shù)；干涉條紋的形狀和疏密反映了物光的位相分布的情況，而條紋明暗的反差反映了物光的振幅?16.如

10、何觀察再現(xiàn)的物像，擴(kuò)束的大小及照明方向的改變對再現(xiàn)有什么影響？拍攝好的全息底片放回原光路中用參考光放照射全息片時(shí)，經(jīng)過底片衍射后得到零級光波，從底片透射而出；另外在兩側(cè)有正一級衍射和負(fù)一級衍射光波存在。人眼迎著正一級衍射光看去，可看到一個(gè)與被拍物體完全一樣的立體的無失真的虛像。在負(fù)一級位置上，可用屏接收到一個(gè)實(shí)像，稱為共軛象用激光照；強(qiáng)弱方向也變?17.如果用物光照明全息圖，將看到什么樣的情況？三維成像最關(guān)鍵的最后兩項(xiàng)分別是實(shí)像和虛像你

11、用物光打進(jìn)去實(shí)像相位變成兩倍也就是沒有意義的光了虛像相位相消也失去三維的意義了總的來說你能看見兩個(gè)二維像分別是透過的和反射的加上一堆雜光.再現(xiàn)像輪廓不清，紋理不明，到處是刺眼的亮點(diǎn)，透射體的質(zhì)感完全表現(xiàn)不出來。?18.能否用普通的印相方法復(fù)制全息圖？?19.拍攝全息照相用的感光底片為什么一般用負(fù)片？易于控制曝光量成本低?20.分析說明在觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，各種條件下形成再現(xiàn)像的特點(diǎn)？?21.本實(shí)驗(yàn)對全息干板的分辨率和光譜靈敏度由什么要求