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全息照相與電子波


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-15

       科學(xué)家們現(xiàn)在拍立體照片再也不需要用兩個(gè)照相機(jī)同時(shí)拍攝的略有差別的兩張照片了,只要利用激光的單色性和干涉現(xiàn)象就可以拍攝一種真正的立體照片,叫全息照片。

       把來自同一激光器的激光分成兩部分,一部分直接射到照相底片上,叫參考光;另一部分通過反射鏡射到要照相的物體上,然后從這實(shí)物上再反射到照相底片上,這部分光叫物光。

       參考光和物光在照相底片上相遇時(shí)就會(huì)發(fā)生干涉而產(chǎn)生明暗條紋。

       由于參考光是均勻的,所以這些明暗條紋的深淺和形狀就完全由物體的形象決定了。

       把經(jīng)過這樣感光的照相底片拿去沖洗就成了一張全息照片。

       一張全息照片用眼直接去看時(shí),上面只有一條條彎彎曲曲雜亂的粗細(xì)不均勻的明暗條紋,絲毫不顯示物體的形象。

       但是,如果用拍照時(shí)使用的同樣的激光去照射這張照片的前面,而在照片的后面向照片里看時(shí),就會(huì)看到原來被拍照物體的虛像了。

       這像十分通真,立體感特別強(qiáng),比立體電影或?qū)嶓w鏡觀察更為奇妙的是:當(dāng)你歪一下腦袋從側(cè)面向里看時(shí),可以看到原來被物體前面擋住了的物體的后面的部分,就像被柏照物體立在那里一樣。

       另外,全息照片還有另外一個(gè)重要特點(diǎn):一張全息照片即使大部分已損壞只剩下一小塊時(shí),用激光照射這一小塊,仍然可以看到原來拍照的那個(gè)物體的全部形象,和用整個(gè)未損壞的照片看時(shí)一樣。


       這說明這張照片的每一部分都記錄了物體形象的全部信息,所以叫全息照片。

       這樣真實(shí)的全息照片有很多用處。工業(yè)上可以利用這種照相方法進(jìn)行工件的無損探傷;還可以利用它做成“全息照相存儲(chǔ)器”,作為計(jì)算機(jī)的元件。

       目前,全息照相的應(yīng)用還正在進(jìn)一步開發(fā)之中。

       同時(shí),利用聲波對(duì)物體進(jìn)行全息拍照的技術(shù)也正在研究開發(fā)中。

       電子也有波動(dòng)性。

       電子波的一個(gè)重要的實(shí)際應(yīng)用就是電子顯微鏡。

       我們知道,波長越短,衍射越不顯著,越可以看清楚物體結(jié)構(gòu)的更細(xì)微的部分。

       于是,科學(xué)家們根據(jù)用波長更短的波代替光提高顯微鏡放大倍數(shù)的設(shè)想,制造了電子顯微鏡。


       在電子顯微鏡中照射被觀察物體的電子波是電場(chǎng)加速電子而產(chǎn)生的。

       一般電子顯微鏡中加速電子的電壓有幾萬到幾十萬伏。

       相應(yīng)的電子波的波長約10(-12次方)米(可見光的波長的十萬分之一)。

       這樣就能大大減弱衍射而顯示物體的非常細(xì)微的結(jié)構(gòu)。

       這可以使電子顯微鏡的放大倍數(shù)達(dá)到幾萬到幾十萬倍。

       光學(xué)顯微鏡中要用透鏡來匯聚光線成像,有物鏡,有目鏡。

       電子顯微鏡中也有目鏡和物鏡,不過它們不是用玻璃做的,而是用線圈做的。

       使用電子顯微鏡時(shí)就向這些線圈中通電流,使線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)。電子流,也就是電子波,通過這磁場(chǎng)時(shí)就受磁場(chǎng)力改變運(yùn)動(dòng)方向而匯聚或發(fā)散。

       這和光通過玻璃透鏡時(shí)因折射改變運(yùn)動(dòng)方向而匯聚或發(fā)散類似。

       這種產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈因而就叫磁透鏡。


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