高中物理 13.8 激光课件 新人教版选修3-4
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高中物理 13.8 激光学案 新人教版选修34
高中物理 13.8 激光学案新人教版选修34课前预习学案一、预习目标了解激光的特点及激光在生产生活中的常见应用二、预习内容1、普通光源发光是从物质的_______中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态，它会以_______的形式把能量发射出来，这样的光源发的光，朝哪个方向发光都是______的，发出的光的______也不一样，这样的光在叠加时就不能发生_____，是______光。
2、激光是原子______产生的光，光的方向、频率、偏振方向均______，它是人工产生的相干光，现代科学技术中用______产生激光。
3、普通照相技术所记录的只是光波的______信息，而全息照相技术还可以记录光波的______信息，全息照相的拍摄利用了光的______原理，使______和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹，这要求参考光和物光必须具有很高的______性，观察全息照片要用______照射照片，从另一侧观察。
4、激光已深入到我们生活中的各个方面，这与激光的特点是分不开的。
例如：光纤通信就利用了激光的的特点；而在医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，这充分利用了激光的的特点；还有，在VCD机、CD机中装有激光头发出的激光从光盘上读出信息，进而使我们获得了声音和图像，这显然利用了激光的的特点。
课内探究学案一、学习目标1、了解什么是激光和激光的特性．2、了解激光的应用．学习重难点：说出激光的特性和常见应用二、学习过程1、究竟什么是激光呢？2、激光是如何产生的？3、激光与自然光有什么样的区别？4、激光都有那些特性和用途呢？5、什么是全息照相？利用了什么原理？和平时我们说的照相有什么不同？三、反思总结本节课学习了激光的知识，了解了激光的产生，知道了激光和自然光的区别，也清楚了激光的很多特点和在实际生产生活中的应用。
让同学们也体会了现代科技的神奇和科学的美妙。
四、当堂检测1．激光的主要特点是：________________、________________、________________。
物理：13.8《激光》PPT课件(新人教版 选修3-4)
1982年开始研制，1990 年开始研制， 年开始研制 年1--3月在野外试验成 月在野外试验成 功，海湾战争中装配在 美军第七步兵师， 美军第七步兵师，参加 沙漠盾牌” 了“沙漠盾牌”和“沙漠 风暴”作战。 风暴”作战。
4、单色性好 、 （谐振腔有选频作用）
全息照相： 全息照相：
参考光
照相底片
梅 曼 和 第 一 只 激 光 器
红宝石激光器
气体激光器
固体激光器
液体激光器
半导体激光器
二。激光的特性及应用
1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术 相干性应用：光纤通讯、 相干性应用 2.平行度好：测距、测速（激光雷达测速） 平行度好：测距、测速（激光雷达测速） 平行度好 信息存储和阅读（DVD、CD唱 信息存储和阅读（DVD、CD唱 机、计算机光盘
用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟 用肉眼去看， 的条纹 用一束激光去照射该照片，眼前就会出现 用一束激光去照射该照片， 从不同的角度去观察， 逼真的立体景物 从不同的角度去观察，可 以看到原来物体的不同侧面 每一片碎片都包括被摄物体的完整信息
英女王的全息照片
艺术品展示
3. 激光器的种类 A. 气体激光器:最常见的是氦氖激光器,另一种典 气体激光器:最常见的是氦氖激光器, 型代表是氩离子激光器 B.固体激光器 红宝石激光器, 固体激光器: B.固体激光器:红宝石激光器,钇铝石榴石激光器 液体、 C. 液体、化学和半导体激光器 .“隐身 隐身” 变色”激光器:二氧化碳激光器， D.“隐身”和“变色”激光器:二氧化碳激光器， 可称“隐身人” 可称“隐身人”，因为它发出的激光波长为 10.6微米 微米， 处红外区，肉眼不能觉察; 10.6微米，“身”处红外区，肉眼不能觉察; 确实能变色,只要转动一个激光器上的旋钮， 确实能变色,只要转动一个激光器上的旋钮，就 可以获得红、 可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜 色的激光。 色的激光。
高中物理选修3-4第四章第七节《激光》课件
三、全息照相
全息照片的拍摄利用了光的干涉原理， 它是利用参考光和物光发生干涉形成 的。
钱可以帮穷人思维的人解决温饱，却可以帮富人思维的人制造财富。 尽管时光要使爱情凋谢，但真正的爱，却永远保持着初恋的热情。 瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。 每天都将自己最好的一面展示给别人。——杨丽娜 良心是每一个人最公正的审判官，你骗得了别人，却永远骗不了你自己的良心。 我不仅仅是你的妈妈，更是你的朋友。 相逢的故事多似流星，唯你与我，以眼认眼，以身还身。 每一片绿叶都有向阳的需要，每一朵花都有盛开的理由，每一个孩子都需要教师的呵护。（刘玉春） 走得最慢的人，只要他不丧失目标，也比漫无目的地徘徊的人走得快。 普通人只想到如何度过时间，有才能的人设法利用时间。——叔本华 能说不能做，不是真智慧。 壮志与毅力是事业的双翼。 懦弱的人只会裹足不前，莽撞的人只能引为烧身，只有真正敢的人才能所向披靡。 真正的友谊无论从正反看都应一样，不可能从前面看是蔷薇而从后面看是刺。
1、相干性好 2、平行度好 3、亮度高
二、激光的应用
1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种 移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光 纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等
2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取 vcd机、CD唱机、和计算机的光盘、切割金属、打孔、 医学上切除肿瘤等
学激光测距
死卫弹星-跟-1踪9枚测距仪
空间激光通信 Laser
激光光纤通信
皮
心子（石英）
50 m
光导纤维
100 传导原理：全反射
m
郑州
光缆
光 缆
光放大器
“魟鱼”激光致盲武器
魟鱼（Stingray）系统
人教版高中物理选修3-4课件第十三章第七、八节光的颜色色散、激光
特别提醒：色散现象的本质是同一种介质对频率不同的复 色光的折射率不同,各种色光以相同的入射角射入介质时, 折射角不同，折射方向不同，各种色光就分散开来，形成 彩色光带．
例1 一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置 的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘 色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是( )
一、光的颜色 色散 1．光的颜色与波长关系 不同颜色的光，__波__长__不同． 2．光的色散与光谱 (1)光的色散：含有多种颜色的光被分解为_单__色__光__的现象， 叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光． (2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其_波__长__ 的有序排列，就是光谱．
要点二 薄膜干涉及应用 1．肥皂膜干涉现象 (1)白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力 的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同， 从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说, 不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此 看起来是彩色的． (2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度 相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果此时两反 射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗 相间的干涉条纹应为水平方向．
短的时间内集中很大的 _能__量____
用激光束切割、焊接;医学 上可以用激光做“光刀”;
激发核反应等
2.全息照相 (1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光 波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的_相__位__ 信息． (2)原理：全息照片的拍摄利用了光的_干__涉__原理，使参考光 和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹． 这要求参考光和物光必须具有很高的_相__干___性． (3)观察全息照片时要用_激__光__照射照片，从另一侧面观察.
例1 一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置 的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘 色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是( )
一、光的颜色 色散 1．光的颜色与波长关系 不同颜色的光，__波__长__不同． 2．光的色散与光谱 (1)光的色散：含有多种颜色的光被分解为_单__色__光__的现象， 叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光． (2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其_波__长__ 的有序排列，就是光谱．
要点二 薄膜干涉及应用 1．肥皂膜干涉现象 (1)白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力 的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同， 从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说, 不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此 看起来是彩色的． (2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度 相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果此时两反 射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗 相间的干涉条纹应为水平方向．
短的时间内集中很大的 _能__量____
用激光束切割、焊接;医学 上可以用激光做“光刀”;
激发核反应等
2.全息照相 (1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光 波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的_相__位__ 信息． (2)原理：全息照片的拍摄利用了光的_干__涉__原理，使参考光 和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹． 这要求参考光和物光必须具有很高的_相__干___性． (3)观察全息照片时要用_激__光__照射照片，从另一侧面观察.
高中物理选修3-4第四章第七节《激光》课件
身体健康，学习进步！ 随缘不是得过且过因循苟且，而是尽人事听天命。
勤学和知识是一对最美的情人。 如果知识不是每天在增加，就会不断地减少。 志在峰巅的攀登者，不会陶醉在沿途的某个脚印之中。 努力向上的开拓，才使弯曲的竹鞭化作了笔直的毛竹。
三、全息照相
全息照片的拍摄利用了光的干涉原理， 它是利用参考光和物光发生干涉形成 的。
读过一本好书，像交了一个益友。 活在忙与闲的两种境界里，才能够俯仰自得，享受生活的乐趣，成就人生的意义。 要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。 你能够做到的，比想像的更多。 不求做的最好，但求做的更好。 目标不是都能达到的，但它可以作为瞄准点。 坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 成功就是把复杂的问题简单化，然后狠狠去做。 无所不能的人实在一无所能，无所不专的专家实在是一无所专…… 来是偶然的，走是必然的。所以你必须随缘不变，不变随缘。 在所阅读的书本中找出可以把自己引到深处的东西，把其他一切统统抛掉，就是抛掉使头脑负担过重和会把自己诱离要点的一切。 君子不可小知而可大受也，小人不可大受而可小知也。——《论语·卫灵公》 好好扮演自己的角色，做自己该做的事。 人不能创造时机，但是它可以抓住那些已经出现的时机。 我们教育工作者的任务就在于让每个儿童看到人的心灵美，珍惜爱护这种美，并用自己的行动使这种美达到应有的高度。——苏霍姆林斯基 应当在朋友正是困难的时候给予帮助，不可在事情已经无望之后再说闲话。——伊索
1、相干性好 2、平行度好 3、亮度高
二、激光的应用
1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种 移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光 纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等
2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取 vcd机、CD唱机、和计算机的光盘、切割金属、打孔、 医学上切除肿瘤等
勤学和知识是一对最美的情人。 如果知识不是每天在增加，就会不断地减少。 志在峰巅的攀登者，不会陶醉在沿途的某个脚印之中。 努力向上的开拓，才使弯曲的竹鞭化作了笔直的毛竹。
三、全息照相
全息照片的拍摄利用了光的干涉原理， 它是利用参考光和物光发生干涉形成 的。
读过一本好书，像交了一个益友。 活在忙与闲的两种境界里，才能够俯仰自得，享受生活的乐趣，成就人生的意义。 要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。 你能够做到的，比想像的更多。 不求做的最好，但求做的更好。 目标不是都能达到的，但它可以作为瞄准点。 坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 成功就是把复杂的问题简单化，然后狠狠去做。 无所不能的人实在一无所能，无所不专的专家实在是一无所专…… 来是偶然的，走是必然的。所以你必须随缘不变，不变随缘。 在所阅读的书本中找出可以把自己引到深处的东西，把其他一切统统抛掉，就是抛掉使头脑负担过重和会把自己诱离要点的一切。 君子不可小知而可大受也，小人不可大受而可小知也。——《论语·卫灵公》 好好扮演自己的角色，做自己该做的事。 人不能创造时机，但是它可以抓住那些已经出现的时机。 我们教育工作者的任务就在于让每个儿童看到人的心灵美，珍惜爱护这种美，并用自己的行动使这种美达到应有的高度。——苏霍姆林斯基 应当在朋友正是困难的时候给予帮助，不可在事情已经无望之后再说闲话。——伊索
1、相干性好 2、平行度好 3、亮度高
二、激光的应用
1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种 移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光 纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等
2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取 vcd机、CD唱机、和计算机的光盘、切割金属、打孔、 医学上切除肿瘤等
高中物理选修3---4第十三章第八节《激光》新课教学课件
全息照相：
参考光
照相底片
物光 物
反射光
同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物 光也到达底片。两者干涉，在底片上形成复杂的干涉 条纹，各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情 形。
照明光
全
息
照
人眼
片
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧观看原物体 的立体的像。
• 用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟 的条纹
选修3—4 第十三章 光
§13.8 激光
物体发光的微观机理
物质中的原子受到激发以后，原子能量增 加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向 低能态跃迁的过程中，会发出光。
普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯） 的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出 的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定 相同——为非相干光。
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型 目标的武器。（现仍在研制阶段）
历史与现状：
1973年春，美军用激光炮一举击落长4.57m 时速482.8Km的飞行靶机; 1976年以用激光炮击落两架飞行于900m 高空的高空无人架驶飞机;
1978年美国陆军用激光炮在1--2Km内击 落正在高速飞行的“结
特点 作用
应用实例
相干光 可进行调制、传递信息
光纤通信
平行度 非常好
传播很远距离能保持一定强度，激光雷达 可精确测距测速
可会聚于很小的一点，记录信 DVD、CD、VCD机，
息密度高
计算机光驱
可在很小空间短时间内集中很 激光切割、焊接、
亮度高 大能量
打孔、医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反应
激光的发展史
人教版高中物理选修3-4课件 13 激光课件1
巩固练习2
(多选题)如图所示，一束红光和一束绿光以
适当的角度射向半圆形玻璃砖，其射出光线都是从圆心O点沿 OF方向射出，则下列说法正确的是( )
A．P光束为红光，Q光束为绿光 B．P光束为绿光，Q光束为红光 C．P光束在玻璃砖中传播时间长 D．Q光束在玻璃砖中传播时间长
解析 根据折射定律可知，光线OF在空气中的折射角相 同，由题意可知P、Q两束光是沿半径入射到圆心O.光线PO的 入射角小于光线QO的入射角．故光线P在玻璃砖的折射率较 c 大，则P光的频率较大，应为绿光，Q光线为红光，由n＝ v 可 知，绿光在玻璃中传播速度比红光的速度小，传播距离都为玻 璃砖的半径，所以绿光时间较长．选项B、C正确．
典例分析
举一反三 触类旁通
一、对薄膜干涉的分析和计算 【例1】 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图①所
示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两 张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光 垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图②所示，干涉条纹 有如下特点：①任意一条明条纹或暗条纹所在位置与下面的薄 膜厚度相等；②任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差 恒定，现若在图①装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新 劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )
解析 红外线最显著的特点就是热效应，当光照射物体 时，一般都伴有大量的红外线致热，在灯泡后面放置的反光镜 玻璃表面镀一层氟化镁的薄膜，相当于增透膜，当膜的最小厚 1 度等于红外线在其中传播的波长的 时，灯泡发生的红外线射 4 到增透膜后，从膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干 涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，从而达到冷光效 果．
答案 B
二、折射中的色散分析
【例2】
人教版高中物理选修3-4课件 13 激光课件3
例 5 在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要
是应用激光的什么特性( )
A．亮度高
B．平行性好
C．单色性好 D．波动性好
解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性 好，频率单一。通过双缝时能够得到两束相干光。
答案：C
1．光发生干涉的条件是什么？ 提示：频率相同、相位差恒定、偏振方向一致。 2．激光的什么特点与干涉条件相符合？ 提示：激光是人工产生的相干光，具有高度的相干性。
2．全息照相
(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光 波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的 相位 信
息。 (2)原理：全息照相的拍摄利用了光的 干涉 原理，使
参考光 和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条 纹。这要求参考光和物光必须具有很高的 相干 性。
(3)观察全息照片时要用 激光 照射照片，从另一侧面观 察。
2．激光的特点及应用
特点
性质
应用
激光具有频率单一、相位差恒定、
相干性 偏振方向相同的特点，是人工产生 光纤通信
的相干光，具有高度的相干性
精确的测距；读
激光的平行度非常好，传播很远的
平行度
取光盘上记录的
距离仍能保持一定的强度
信息等
高 它可以在很小的范围 用激光束切割、焊接；医
亮 和很短的时间内集中 学上可以用激光做“光
第十三章 光
第8节 激光
[学习目标] 了解激光的特点及应用。
[知识定位] 重点： 激光的特点及应用。
课前自主学习
激光
1．激光的特点和应用
(1)相干性与应用 ①相干性：只有 频率 相同、 相位差 恒定、 偏振方向 一致的光才是相干光，激光是一种人工产生的 相干 光，具有高 度的 相干性。
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二、激光特性
特点 作用
应用实例
相干光 可进行调制、传递信息 光纤通信
传播很远距离能保持一定 平行度 强度，可精确测距测速 非常好 可会聚于很小的一点，记
录信息密度高
激光雷达
DVD、CD、VCD机， 计算机光驱
可在很小空间短时间内集 激光切割、焊接、
亮度高 中很大能量
打孔医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反 应
第五节 激光
某些物质的原子中的粒子受光或电 刺激，使低能级的原子变成高能级 原子，而辐射出相位、频率、方向 等完全相同的光，这种光叫作激光。
• 气体激光器:最常见的是氦氖激光器,另一种 典型代表是氩离子激光器
• 固体激光器:红宝石激光器,钇铝石榴石激光 器
• 液体、化学和半导体激光器
• “隐身”和“变色”激光器:二氧化碳激光 器，可称“隐身人”，因为它发出的激光 波长为10.6微米，“身”处红外区，肉眼 不能觉察; 确实能变色,只要转动一个激光 器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、 青距 • (2)工业材料的加工 • (3)激光通信 • (4)信息处理 • (5)医疗 • (6)激光武器
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