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全息照相與電子波


實驗室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照相機同時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就會發(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,上面只有一條條彎彎曲曲雜亂的粗細不均勻的明暗條紋,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,就會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,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,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重要特點:一張全息照片即使大部分已損壞只剩下一小塊時,用激光照射這一小塊,仍然可以看到原來拍照的那個物體的全部形象,和用整個未損壞的照片看時一樣。


       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行工件的無損探傷;還可以利用它做成“全息照相存儲器”,作為計算機的元件。

       目前,全息照相的應(yīng)用還正在進一步開發(fā)之中。

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

       電子也有波動性。

       電子波的一個重要的實際應(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微的結(jié)構(gòu)。

       這可以使電子顯微鏡的放大倍數(shù)達到幾萬到幾十萬倍。

       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。

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

       這和光通過玻璃透鏡時因折射改變運動方向而匯聚或發(fā)散類似。

       這種產(chǎn)生磁場的線圈因而就叫磁透鏡。


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