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1、 5.7 全 息 照 相 簡 介 全 息 照 相 普 通 照 相1 全 息 照 相 過 程 分 記 錄 、 再 現(xiàn) 兩步 ， 它 是 以 干 涉 、 衍 射 等 波 動 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 。2 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 。 普 通 照 相 底 片 記 錄的 僅 是 物 體 各 點(diǎn) 的 光強(qiáng) （ 或 振 幅 ） 。3 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)

2、 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 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) 。 4 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 。5 全 息 照 相 是 干 涉 ,因 此 要 求 光 源有 很 高 的 相 干 性 。

3、 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 。 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 。 全 息 照 相 普 通 照 相 全 息 圖 片 全 息 圖 片 1.偏 振 光 : 在 垂 直 于 光 的 傳 播 方 向 的 平 面 內(nèi) ， 光 矢量 只 沿 著 一 個(gè) 固 定 的 方 向 振 動 ， 這 樣 的 光 就 稱 為 線偏 振 光 或 平 面 偏 振 光 。 一 、 自 然 光 和 偏 振 光 5.8 光 的 偏 振 (pol

4、arization) 2.自 然 光 :由 無 數(shù) 具 有 不 同 方 向 的 線 偏 振 光 組 成 的 ，在 與 光 的 傳 播 方 向 垂 直 的 平 面 內(nèi) ， 光 矢 量 沿 著 各個(gè) 方 向 的 平 均 值 相 等 ， 它 們 的 初 相 位 分 布 也 沒 有一 定 的 聯(lián) 系 。 可 以 將 自 然 光 分 解 為 兩 個(gè) 沒 有 恒 定 相 差 的 相互 垂 直 的 方 向 。 3.部 分 偏 振 光 ： 在 與 光 的 傳 播 方 向 垂 直 的 平 面 內(nèi) ，光 矢 量 沿 著 各 個(gè) 方 向 分 布 ， 但 在 某 一 方 向 的 振 動 強(qiáng)于 與 之 垂 直 的 方

5、向 的 振 動 。 二 、 偏 振 片 的 起 偏 和 檢 偏1.起 偏 :指 由 自 然 光 獲 得 偏 振 光 的 過 程 。2.檢 偏 :指 對 偏 振 光 的 偏 振 化 方 向 的 檢 測 。3. 起 偏 和 檢 偏 的 原 理 : 起 偏 器 或 檢 偏 器 是 由 在 透 明 基 片 上 鍍 一 層 定 向排 列 的 具 有 “ 二 向 色 性 ” 的 晶 體 顆 粒 制 成 ， 它 具 有選 擇 吸 收 作 用 。 自 然 光 透 過 偏 振 片 后 ， 其 某 一 方 向的 光 振 動 被 吸 收 ， 只 剩 下 另 一 個(gè) 方 向 的 光 振 動 ， 成為 偏 振 光 。

6、02II 02I 0 0I o90 0I 02I 顯 然 ， 自 然 光 透 過 偏 振 片 后 ， 其 光 強(qiáng) 減 少 一 半 。 即02II I 0I ?I 問 題 ： 0I 02I o0 90 02I 由 圖 中 可 知 ， ，因 光 強(qiáng) 與 振 幅 的 平 方 成 正 比 ，所 以 透 射 光 的 光 強(qiáng) 與 入 射 偏 振光 的 光 強(qiáng) 的 關(guān) 系 為 ： 0 cosE E 20 co sI I 這 一 結(jié) 果 稱 為 馬 呂 斯 定 律 。 三 、 馬 呂 斯 定 律 0EE 例 1. 用 旋 轉(zhuǎn) 檢 偏 器 的 方 法 觀 察 由 偏 振 光 和 自 然 光 組成 的 部 分 偏

7、 振 光 ， 發(fā) 現(xiàn) 由 最 大 光 強(qiáng) 位 置 轉(zhuǎn) 過 60 后 光強(qiáng) 減 少 一 半 ， 求 該 光 中 自 然 光 光 強(qiáng) I1與 偏 振 光 光 強(qiáng) I2的 比 值 。 m axI2I1I 0602I1I max12 I max 1 2 1 21 1 1 1 1( )2 2 2 4 2I I I I I I 由 題 意 知 ： 1 2 1 21 1 1 12 4 4 2I I I I 即 1 2I I : :1 2 1 1I I 當(dāng) 偏 振 片 的 偏 振 化 方 向 轉(zhuǎn) 過 60 時(shí) 透 射 光 強(qiáng) 為2 01 2 1 21 1 1cos 602 2 4I I I I I max 1

8、 2 12I I I 解 ： 最 大 光 強(qiáng) 對 應(yīng) 于 偏 振 片 的 偏 振 化 方 向 與 偏 振 光的 振 動 方 向 平 行 時(shí) 的 狀 態(tài)所 以 5.9 反 射 光 和 折 射 光 的 偏 振 實(shí) 驗(yàn) 還 表 明 ， 當(dāng) 入 射 角 為 某 一 特 定 值 時(shí) ， 反 射光 變 為 完 全 偏 振 光 ， 折 射 光 仍 為 部 分 偏 振 光 。 實(shí) 驗(yàn) 表 明 ， 自 然 光 入 射 到兩 種 介 質(zhì) 的 分 界 面 產(chǎn) 生 反 射 和折 射 時(shí) ， 反 射 光 和 折 射 光 均 為部 分 偏 振 光 ， 其 中 ， 反 射 光 中垂 直 于 入 射 面 的 光 振 動 較

9、強(qiáng) ，折 射 光 中 平 行 于 入 射 面 的 光 振動 較 強(qiáng) 。 i 1n 2n 設(shè) 入 射 角 為 i0 ， 則 當(dāng) i0 滿足 下 列 關(guān) 系 時(shí) ， 反 射 光 線 為 完全 偏 振 光 : 20 1tan ni n 1n2n0i 0 這 一 規(guī) 律 稱 為 布 儒 斯 特 定 律 ， 稱 為 布 儒 斯 特 角或 起 偏 角 。 0i 一 、 布 儒 斯 特 定 律 由 布 儒 斯 特 定 律 得 ： 0 20 1sinsin i nn 0 20 1sincosi ni n 0 0cos sini 0 0 2i 由 此 可 見 ， 當(dāng) 入 射 角 為 布 儒 斯 角 時(shí) ， 反

10、射 光 線 與 折射 光 線 相 互 垂 直 。即由 折 射 定 律 得 ：所 以 二 、 玻 璃 堆 產(chǎn) 生 線 偏 振 光i0 三 、 偏 振 光 的 應(yīng) 用1. 立 體 電 影 ：2. 旋 光 計(jì) ： 用 并 列 的 兩 臺 攝 影 裝 置 ， 同 時(shí) 攝 取 同一 拍 攝 對 象 的 兩 個(gè) 影 像 。 將 這 兩 個(gè) 由 于 視 點(diǎn) 不 同 略呈 偏 差 的 影 像 同 時(shí) 投 映 在 銀 幕 上 ， 并 使 觀 眾 的 左 、右 眼 睛 分 別 只 能 看 到 其 中 相 應(yīng) 的 一 個(gè) 影 像 ， 由 視 神經(jīng) 傳 至 大 腦 ， 疊 合 在 一 起 ， 就 產(chǎn) 生 了 立 體 感 。 需 要戴 特 制 的 偏 光 眼 鏡 觀 看 。