无透镜傅里叶变换数字全息测量液体表面张力

作者：洪玲儿; 杨泽斌; 郑建银; 彭力^*

来源：大学物理, 2023, 42(07): 47-52.

DOI：10.16854/j.cnki.1000-0712.220277

• 表面张力
• 数字全息
• 剖面轮廓
• 杨-拉普拉斯方程

表面张力是表征液体表面性质的物理量，其测量在医学、表面物理等领域中具有重要的研究意义.本文提出了利用数字全息的方法实现非接触、高精度液体表面张力的测量.首先搭建了基于Mach-Zehnder干涉光路的无透镜傅里叶变换数字全息装置，对CCD拍摄的全息图进行傅里叶逆变换，实现数值再现，再利用傅里叶变换的位相解包裹算法获得相位图，进而得到静态液滴的剖面轮廓.将液滴剖面轮廓与杨-拉普拉斯显式精确解进行拟合得到液体的表面张力系数.通过多次测量得到在温度20℃下水表面张力系数的相对误差为0.42%.

• 单位
  华南师范大学; 华南师大（清远）科技创新研究院有限公司