固体力学实验（第七章）.pptVIP

7.1 激光器简介 7.2 用复数表示光波 7.3 光的衍射 7.3 光的衍射 7.4 全息照相原理 二、全息照相的拍摄原理 三、全息照相的拍摄原理 设参考光在a处的波动方程为: 四、全息照相的观察原理 五、全息照相的基本方程 六、全息照相的特点 七、全息技术的应用 在全息照相的基础上，全息技术还扩展到红外、微波、超声领域，进一步发展形成了全息干涉术、彩色全息、及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。由于全息照相具有三维成像的特点，可重复记录，而且，每一小块全息底片都能再现物体的完整，其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧的过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业，正在发展的全息电视还将为人类带来一场新的视觉革命。 7.5 全息光弹性实验装置和实验技术 7.5 全息光弹性实验装置和实验技术 7.6 单次曝光——等差线 7.7 两次曝光——等和线 * 固体力学实验 第七章 全息光弹性 激光技术是60年代兴起的最活跃的新技术之一，是一种完全新型的光源。它具有很多重要的特点：高单色件．高方向性．高强度，并可从激光器直接获得偏振光。所以激光具有高相干性，为全息照相技术提供了理想的光源，使从1948年提出的全息技术得到迅速发展。 全息光弹性是将全息技术应用到光弹性的研究。全息光弹性实验可得反映模型内主应力和的等和线和主应力差的等差线，通过简单计算就能得到模型内各点的主应力。它避免了普通光弹性所用剪应力差产生的误差和等倾线精度不高带来的误差，因而具有较高的精度。 光源工作物质中高能线原子受外来光子作用，跃迁到低能级并产生第二个光子而发光，这叫受激辐射，这种受激辐射还要进行放大才能形成激光。 激光器的构造通常有三个基本部分：工作物质、谐振腔和激励能量。 平面光波的波动方程： 对于相干光，因其频率相同，故光波直接用复数振幅表示 所以几个相干光的合成，只要将它们的复数振幅相加就得到合成光的复数振幅。 A*——共扼复数 则光强表示为 为以后推导简便起见，上式忽略常数K （1）几个相干光相加时，只需把它们的复数振幅相加，即得到合成光的复数振幅。 （2）复数振幅与其共轭复数相乘，即给出光强。 一、光的衍射 从光源发出的光，照射到一宽缝，在屏幕上看 到一亮度均匀和宽缝大小一样的光斑。宽缝缩小，光斑也缩小，这说明光以直线传播。当形成一狭缝时，光斑反而放大，亮度均匀的光斑变成明暗相间的平行条纹（单色光）或彩色条纹（白光）。 惠更斯原理指出：波阵面上的各点可视为一个个新的光源，它们发射与原波动相同波长的子波，这些子波的包络线形成一个新的波阵面，光在狭缝的各点都可看成新的光源，由于这些新波源发射的子波在屏幕上于涉的结果，产生了明暗条纹。 二、光栅的衍射 常见的光栅是在玻璃上刻出大量平行的刻线制成。每条刻痕处不透光，两条刻痕之间的光滑部分可以透光。 两平面波干涉制作光栅 光栅的衍射 相遇处两束光的位相差为2n?或光程差为波长的整数倍时，光强加强；如光程差为半波长的奇数倍时光强相消。感光底片的不同位置接受不同的曝光量。经显影定影处理后就可得到很密的等间距的平行光栅。两线的间距：a＝?/sin?，可知栅线间距与波长和两波的夹角有关 全息照相原理是1948年Dennis Gabor 为了提高电子显微镜的分辨本领而提出的。“全息”是指物体发出的光波的全部信息：既包括振幅或强度，也包括相位。 照相技术是利用了光能引起感光乳胶发生化学变化的原理，变化的强度随入射光强的增大而增大。普通照相使用透镜成像原理，底片上化学反应的强度直接由物体各处的明暗决定，即由入射光波的强度决定。而全息照相不但记录了入射光波的强度，也记录了入射光波的相位。 所谓全息照片就是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息的先进照相技术。全息照片不用一般的照相机，而要用一台激光器。激光束用分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上。另一束直接照到感光胶片即全息干板上。当光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照相的摄制过程。 一、实验仪器与光路 He-Ne激光器 定时器 全息平台 定时阀 干板架 物体 反射镜 扩束镜 分束器 拍摄全息照片的基本光路大致如图。 一激光光源（波长为λ）的光分成两部分：直接照射到底片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照相底片