第一篇:全息照相講稿(寫預習報告用)
長沙理工大學備課紙
漫反射全息照片的攝制
竇柳明
人們所以能夠看到物體,是由于物體上的各點發出的光(或反射的光)作為一種信號被人的眼睛接收并引起感覺的結果。光是一種電磁波,借助于物體上各點發出的電磁波的頻率、振幅以及相位的不同,人們可以區別物體的顏色、明暗、位置、大小、形狀和遠近等等。
通常的照相方法是通過透鏡把物體在感光膠片平面上所成像的照度分布記錄下來,所以記錄的只是光信號的強度。所謂“全息照相”,就是要把物體上發出的光信號的全部信息,即光波的振幅和相位全部記錄下來。再利用適當的方法,就能得到物體的立體圖像。
早在1948年,英國科學家蓋伯(D.Gabor)為了提高電子顯微鏡的分辨本領而提出了全息原理,并開始了全息照相的研究工作。可是在50年代里這方面工作的進展相當緩慢。1960年以后,出現了激光,由于它具有良好的相干性和高強度,為全息照相提供了十分理想的光源,促進了全息術的發展,使之成為科學技術上一個嶄新的領域。現在,全息術在干涉計量、無損檢測、信息存儲與處理、遙感技術、生物醫學和國防科研等領域中獲得了極為廣泛的應用。蓋伯也因發明全息術在1971年獲得諾貝爾物理學獎。【實驗目的】
1.了解全息照相的記錄和再現原理; 2.掌握漫反射全息照片的攝制方法; 3.加深對全息照相的主要特點的理解。
【實驗儀器】
全息實驗臺,He-Ne激光器,分束鏡,反射鏡,擴束鏡,載物臺,底片夾,全息干版,顯影及定影器材等。【實驗原理】
1.全息圖的記錄
全息照相與普通照相完全不同,它可以不用透鏡或其他成像裝置,而是利用光的干涉和衍射原理來記錄和再現物體的光波,是一種完全新型獨特的照相技術。
如圖1所示,激光器射出的激光束通過分光板分成兩束,一束經透鏡擴束后照射到被攝物體上,再經物體表面反射(或透射)后照射到感光底片H(全息干版)上,這部分光叫物光。另一束經反射鏡改變光路,再由透鏡擴大后直接投射到全息干版上,這部分光稱為參考光。由于激光是相干光,物光和參考光在全息底片上疊加,形成干涉條紋。因為從被攝物體上各點反射出來的物光,在振幅上和相位上都不相同,所以底片上各處的干涉條紋也
不相同。強度不同使條紋明暗程度不同,相位不同使條紋的密度、形狀不同。因此,被攝物體反射光中的全部信息都以不同明暗程度和不同疏密分布的干涉條紋形式記錄下來,經顯影、定影等處理后,就得到一張全息照片。這種全息照片和普通照片截然不同,一般在全息照片上只有通過高倍顯微鏡才能看到明暗程度不同、疏密程度不同的干涉條紋,見圖2,而看不到象普通照片那樣所記錄的物體的像。由于干涉條紋密度很高,所以要求記錄介質有較高的分辨率,通常達1000條線/毫米以上,故不能用普通照相底片拍攝全息圖。長沙理工大學備課紙
圖1全息照相光路
2.全息圖的再現
要看到被攝物體的像,必須用一束同參考光的波長和傳播方向完全相同的光束照射全息照片,這束光叫再現光。這樣在原先拍攝時放置物體的方向上就能看到與原物形象完全一樣的立體虛像,參看圖3。除了這個虛像之外,在全息照片觀察者一側還會形成一個實像。這兩個像相當于光柵所產生的在零級兩側的兩個衍射波所成的像。通過全息照片去看物體的像,猶如從窗口去觀察原來物體一樣,當人們移動眼睛從不同角度觀察時,就好象面對原物一樣可以看到它不同側面的形象,甚至在某個角度被物遮住的東西也可以在另一角度看到它。更有趣的是,如果取全息照片的一個碎片,通過這一小塊仍能看到整片記錄的全部形象。
3.全息照相原理的數學描述
下面對全息照相原理作一簡單的數學描述。設全息底片所在平面為xy平面,物光在底片上的振動表達式為
圖2 全息圖
EO(x,y)?AO(x,y)cos??t??O(x,y)?
(1)參考光為
ER(x,y)?AR(x,y)cos??t??R(x,y)?
(2)長沙理工大學備課紙
為方便起見,采用復數形式表示,寫成
EO(x,y)?AO(x,y)ei?O(x,y)ei?t
ER(x,y)?AR(x,y)ei?R(x,y)ei?t
對于相干波的疊加,真正起作用的是振幅和相位,常用復振幅來表示,即省去時間相位因子ei?t,剩和參考光復振幅分別為
圖3 全息圖的再現
下的部分既含振幅,又含隨空間變化的相位,把它稱為復振幅。于是,在底片上任一點物光O(x,y)?AO(x,y)ei?O(x,y)
(3)R(x,y)?AR(x,y)ei?R(x,y)
(4)
相干疊加后的合成光場為
H(x,y)?O(x,y)?R(x,y)
(5)干涉條紋的光強為
I?HH*?[O?R][O*?R*]
(6)
式中H*為H的共軛復數。為使關系式簡潔,各量中的x,y均省略。將上式展開得
22I?AO?AR?AOARei(?O??R)?AOARe?i(?O??R)
經簡化后上式可簡寫為
22I?AO?AR?2AOARcos(?O??R)
(7)
這正是干涉條紋光強的表達式。上式表明,光強I(x,y)包含了物光波的全部信息(振幅和相位)。采用適當的兩光波強度比,感光底片經曝光并進行線性沖洗后,就得到一張全息照片(或稱全息圖)。
假定用照明光R?(x,y)照射全息圖,設再現光在全息圖上的復振幅為
R?(x,y)?AR?(x,y)ei?R?(x,y)
如把全息照片看作衍射屏,則透過全息照片后衍射波的復振幅為
U(x,y)?R?(x,y)t(x,y)
(8)
式中t(x,y)為全息照片的復振幅透射率,對于經線性處理的全息照片,復振幅透射率與曝光時的光強成線性關系,即
t(x,y)?t0??I(x,y)
(9)長沙理工大學備課紙
于是,透過全息照片后衍射波的復振幅
U(x,y)?R?(x,y)?t0??I(x,y)?
將I(x,y)值代入得
U?R?t0??(O?R)(O*?R*)2?(t0??AO??AR)R???R?R*O??R?RO*
(10)
?U0?U?1?U?122式中第一項U0除了系數(t0??AO??AR)外,與再現光相同,為零級衍射波,代表照明光的??透射波,形成一個背景象,從物光重現的角度來看,可以不予考慮。
第二項U?1為?1級衍射波,當再現光和參考光完全相同時,即AR??AR?A,?R???R,則?1級衍射波在全息照片上的復振幅為
U?1??R?R*O??AR?ARei(?R???R)O??A2O
與原物光只差一個常數因子,實現了原物光的再現。觀察者將在原物體所在位置上看到逼真的立體虛像,在不同的角度看到物體不同的側面。
第三項U?1為?1級衍射波,當再現光是參考光時,則?1級衍射波在全息照片上的復振幅為
U?1??R?RO*??AR?ARei(?R???R)O??A2ei2?RO*
與原物光的共軛波O*(x,y)除相差一個常數因子外,還多一個位相因子ei2?R,表示衍射波會聚于以全息照片為對稱面的原物體的對稱位置上,觀察者將在此位置上看到一個實像,在實像中的那些細節與虛像是相反的。
4.對拍攝系統的技術要求
為了成功地獲得全息圖,對拍攝系統有一定的技術要求,主要是:
(1)全息實驗臺的防震性能要好。在全息照相時,物光和參考光相干涉形成的干涉條紋密度達每毫米近千條或更高,如果物光波和參考光波稍有抖動,就會造成干涉圖樣模糊不清。因此要求全息平臺有很好的抗振性能,同時采取一些必要的減振措施,如在平臺支座上加減振器、充氣輪胎、沙箱等。對全息臺上的光學元件需進行仔細檢查,看是否牢固。在曝光過程中身體任何部位都不要觸及全息臺,避免高聲談話,更不要在室內隨意走動、開關門、窗等,以確保干涉條紋無漂移。
(2)要有好的相干光源。一般采用He-Ne激光器作為光源,同時要求物光波和參考光波的光程盡量相等,光程差盡量小,以保證物光波和參考光波具有良好的相干性。
(3)物光和參考光的光強比要合適。一般選擇IO/IR?1/4~1/10為宜;兩者間的夾角30°左右,不宜超過40°,因為夾角越大,干涉條紋間距越小,條紋越密,對全息底片分辨率的要求也越高。【實驗內容】
1. 檢查全息臺的穩定性
用光學元件在全息臺上布置成一邁克耳遜干涉儀的光路,以檢查全息臺的防震性能,如果在遠大于曝光所需的時間內,屏上干涉圓環的“涌出”或“陷入”少于四分之一個環時,全息臺可以使用,否則還要調節全息臺。
2.全息照相光路調整
按圖1所示光路安排各光學元件,并作如下調整:①使各元件基本等高;②在底片架上長沙理工大學備課紙
夾一塊白屏,使參考光均勻照在白屏上、入射光均勻照亮被攝物體,且其漫反射光能照射到白屏上,調節兩束光夾角約為30°;③使物光和參考光的光程大致相等,可分別擋住物光和參考光調節其光強比約1∶4~1∶10,兩光束有足夠大的重疊區;④所有光學元件必須通過磁鋼與平臺保持穩定。
3.全息圖的記錄
拿下白屏,關掉激光器(或在輸出鏡前用一擋光板擋住光束),在底片夾上裝夾全息干版,注意使底片的藥膜面對著物光和參考光,稍等片刻(約1~2 min),待系統穩定后,根據實驗室提供的參考曝光時間(5秒鐘左右),打開激光器(或移開擋光板)進行曝光。然后關閉激光器,取下底片待處理(注意切勿再使底片曝光)。4.照相底片的沖洗
在照相暗室中,按暗室操作技術規定進行顯影(3分鐘)、停顯、定影(10分鐘)、水洗及冷風干燥等處理后,即制成了全息圖。
5.全息圖的再現觀察
用經擴束后的激光沿原參考光入射方向照明全息圖(藥膜面對著光),透過底片并朝著放置原物位置方向進行觀察,可看到一個清晰、立體的原物虛像,體會全息照相的體視性。
用未經擴束的激光沿原參考光入射方向照射全息圖(全息照片光面對著光),在全息照片后用白屏可接收到實像。
【注意事項】
1.為保證全息照片的質量,各光學元件應保持清潔。若光學元件表面被污染或有灰塵,應按實驗室規定方法處理,切忌用手、手帕或紙片等擦拭;
2.絕對不能用眼睛直視未經擴束的激光束,以免造成視網膜永久損傷;
【思考題】
1.拍攝一張高質量的全息圖應注意哪些問題? 2.為什么物光和參考光的光程要大致相等? 3.全息照相與普通照相有什么區別?
第二篇:預習報告
分實習車間報告 實習小結
南京化學工業有限公司屬中國石化集團公司下屬子公司,始建于1934年。是全國特大型化工企業。
南化公司是目前國內無機化工、有機化工、精細化工的生產基地之一。主要產品系統為:以煤、鹽、硫磺為原料的無機化工產品,合成氨30萬噸,氫氣25萬噸,硫酸80萬噸,硝酸37萬噸,硝酸銨15萬噸,鹽酸22萬噸,純堿120萬噸,燒堿10萬噸;以石油、苯為原料的有機化工產品,苯胺20萬噸,硝基苯27萬噸,環己酮6萬噸,己內酰胺14萬噸,氯化苯12萬噸,硝基氯苯15萬噸,以橡膠助劑為主體的精細化工產品,RT培司3萬噸,橡膠、防老劑、促進劑1.5萬噸;傳統優勢產品,高濃度復合肥40萬噸;化工機械制造、甲醇催化劑以及化工工程科研、設計。
南化公司“紅三角牌”、“蘭花牌”商標是江蘇省著名商標,享譽全國,是首批國家認定的國家級企業技術中心。南化公司研究院在化肥及石油化工催化劑研究開發、化工原料氣體凈化技術、化工環保技術、硫酸工業技術研究、化工計算機應用、氨和甲醇合成反應器、儀表及自動化等領域形成了系列技術和產品優勢,目前在甲醇合成催化劑、氨合成催化劑、低變催化劑、高變催化劑、甲烷化催化劑和硫酸生產用釩催化劑等領域居于全國的領先地位。中國石化集團公司南京設計院是全國硫酸、磷肥設計和粉體工程設計技術中心,硫酸、磷(復)肥、催化劑工程等專業的設計技術水平處于國內領先地位。
第三篇:《寫建議書》預習提綱
《寫建議書 》 預習提綱
老師先給大家講一個故事:故事的主人公是一位普通而又特別的人物,他叫馬弘毅。說他普通,是因為他不做什么官,不做什么長,是一個平平常常的北京百姓;說他特別,是因為他被國家官方文件稱作為“著名建議活動家”,是榮獲這種稱譽的天下第一人。他曾向國家決策層提出100多項建議。如建南極考察站、普及9年義務教育、農民社會保險等。聽完這個故事你有何感受?
你看,一個普通老百姓也能提出那么重要的建議。可見國家的發展離不開普通百姓的積極參與。其實,只要處處留心,善于觀察善于思考,誰都能提出好建議。如果把好建議寫成文,就叫“建議書”。
我們圍繞“環境保護”為主題學習了幾篇文章,相信學完這些內容后,聰明的你也會有許多想法吧,你能針對環境保護這一主題提出一些建議嗎?相信你能行!試試吧。
一、想一想,你學習和生活的環境怎樣,哪些地方你感到滿意,哪些地方還有待改善?
二、你想針對哪個方面提出建議?向誰提建議?請用一句話概括出來。(提供思考:節約資源方面,愛護班級環境,愛護校園方面,愛護社區環境方面,愛護游覽風景區方面等)
三、提建議的原因是什么?具體內容是什么?最后要達到什么效果?
四、你知道寫建議書的格式嗎?
《建議書》教學設計
四年級上冊 教學目標:
1、學習寫建議書,了解建議書的格式及一般寫法。
2、能夠根據生活實際提出合理化建議,表明自己的觀點。知道應該投身環保,關愛家園。重點、難點:
1、了解建議書的格式及一般寫法。
2、保護環境、熱愛地球。課前準備:
學生課前搜集現在浪費資源、污染環境的現象。
一、導入:這節課我們來學習習作八,這是一篇應用文體的習作訓練-----建議書。板書:建議書
二、梳理習作要求。
請同學們打開書122頁,自讀習作要求,看本次習作要求我們寫什么,注意什么。
學生匯報:1。寫環保方面的建議書
2.注意格式
3.內容具體
三、交流調查內容。
這是寫環保方面的建議書。課前,老師讓同學們針對自己學習和生活的環境做了調查,誰來說說你發現了哪些地方有待改善?看看同學們能發現多少問題。
生回答,說出調查到的環保問題。
同學們真是愛觀察的孩子,能從身邊發現這么多不良現象。發現問題,還有想辦法解決問題,把你想到的解決問題的辦法及希望達到的效果與小伙伴交流交流,大家互相補充,集思廣益。學生在組內交流。匯報。師:同學們真有主人翁精神,不但發現了這些問題,還想出這么多辦法,你想不想把自己的想法告訴相關單位?這就要會寫建議書。建議書到底怎么寫呢?請看老師為大家找的例文。
三、學習寫建議書。1. 出示例文。
請一人讀文。大家邊聽邊想:
1. 建議書由哪幾部分組成的?(生說:標題、稱呼、正文、署名、日期)
2. 建議書的在格式方面要注意什么?(生說:稱呼頂格,正文開頭空兩個格、署名靠右邊,日期寫在署名下面)
3. 正文寫清要什么問題?(寫出提建議的原因,也就是現象,寫出自己的建議,也就是改善措施,寫出期待達到的效果。)4. 在語氣上注意什么?(要使用禮貌用語)
2.我們有了想法,知道了寫建議書的格式,那還等什么,快拿起筆來,把我們的建議寫出來吧!
板書:
建議書
1.主題-----環保 2.格式
內容:現象(原因)
建議(措施)
合理
效果
情感
第四篇:預習報告格式
數控技術實驗預習報告
(要求用A4紙手寫,存檔用務必要認真畫圖、書寫工整)
班級:10本3
組別:第1組
小組成員:(書寫的同學排第一位,其余同學本人手寫簽名,以后的實驗寫預習報告的同學可以不用再交實驗報告)
實驗名稱:實驗一XXXXXXXXX
實驗目的:
1.實驗設備:
實驗內容及要求:
實驗步驟:
程序清單:
第五篇:預習報告(框架)
一、實驗目的1.了解減速機的功用和傳動機構的組成情況以及運動、動力的傳遞路線和變換形式;
2.了解減速機中各零部件的結構特點、裝配關系及其調整方法;
3.通過拆裝和測繪進一步熟悉和掌握典型機械零部件結構設計的一般原則;
4.通過 Proe/E繪圖,初步了解參數化設計的一般方法,并加強三維建模能力;
二、實驗屬性
綜合性實驗。機械傳動的綜合知識、Proe/E的綜合知識。
三、實驗設備
1.常用的拆裝工具和測繪工具;
2.WPO-80-30-A減速機。
3.計算機、繪圖軟件(Proe/E)
四、實驗要求
1.實驗前預習實驗指導書;
2.實驗中認真了解機械結構的功能組成;
3.實驗后寫實驗報告。
五、實驗步驟
工作流程