文档介绍：“全息照相”实验原理
孙建鹏 高 贵
(天津工业大学理学院,天津 300160)
( 收稿日期: 2002207222)
摘 要
本文以工科物理中波动光学的基本内容———干涉和衍射为基础,较为通俗地
介绍了全息照相的物理思想.
全息照相;实验原理
关键词
THE PRINCIPL E OF HOLO GRAM
Sun Jianpeng Gao Gui
( Faculty of School of Science ,Tianjin Polytechnical University. Tianjin 300160 )
Abstract
In this article ,based on the interference and diffraction ,which is the basic content of
wave optics in engineering physics , we introduced more popularly the physical conception of
hologram.
Key Words hologram ;experiment principle
实验原理是整个实验的灵魂. 学生只有
大家斧正.
真正理解了实验原理,才能发挥其能动性,独
1
概述
立地、创造性地完成实验, 达到培养能力, 提
高素养的目的. 教学中存在的一个实际问题
(1) 人眼视物的简单机理
是: 对于某些实验, 学生反映看不懂实验原
光是电磁波, 在光波中产生感光作用和
理. 这里固然有学生的问题,但与我们的实验
生理作用的是电场强度 E0 . 一列单色光波可
教材也不无关系. 像“全息照相”实验,对于实
表示为
验原理的叙述,有的教材过于简略,读后不得
E = E0 co s (ωt - 2πrΠλ+ φ0 )
要领;有的过于深奥,比如用复数形式的光场
计算表明,底片上任一点处的光强 I 为
过照相机镜头使物体成像于底片上, 底片只
记录了光强( 振幅) 分布, 反映了物体各部分的明暗. 而对相位的差别则不能分辨,也就无
法反映物体表面的凹凸和距底片的远近, 从而失去了立体感.
(3) 全息照相的物理思想普通照相所不能记录的相位分布在全息
照相中是如何被记录的? 它的创造性的思想
就是:把感光材料所不能“感受”的相位分布, 利用光的干涉现象, 使之转化为底片能记录的光强分布. 具体地说,把来自物体的光波称
为物光(O 光) ,再引入一束与之相干的参考光
( R 光) ,让参考光和物光同时照在底片上. 在底片上的各点处, R 光相位都相同,而 O 光的
相位不相同,从而 O 光与 R 光在各处的相位
差也不同, 经干涉后各处的条纹亮暗程度就不同. 这样底片就可以在记录下物光振幅分
布的同时,也记录下了其相位分布,即记录下
了物光的全部信息, 这就是全息照相的重要物理思想. 本实验就是从实践上实现这一物
理思想的.
(4) 全息照相的实验过程
分为两步: 一是拍摄,即把物光的全部信
2
2
I = ER +
EO + 2 ER EO co s (φO - φR )
2
式中右边第一项 ER 代表参考光光强, ER 是
2
均匀