人教版高中物理选修激光
高中物理 13.8 激光课件 新人教版选修3-4
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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22人教版高中物理新教材选择性必修第一册--第6节 光的偏振 激光
第6节光的偏振激光课标解读课标要求素养要求1.观察光的偏振现象,知道其产生的原因,知道其在生产生活中的应用。
2.知道光是横波。
3.通过实验，了解激光的特性。
能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
1.物理观念:通过实验,认识偏振现象,知道只有横波才有偏振现象;了解激光的特点。
2.科学态度与责任:了解偏振光和自然光的区别,能列举实例阐述激光的三个特性。
自主学习·必备知识教材研习教材原句要点一偏振现象不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的，这个现象称为“偏振现象”①。
要点二激光1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致②的光波，这就是激光。
自主思考①（1）自然光和偏振光的主要区别是什么？（2）自然光经水面反射的光一定是偏振光吗？答案：提示（1）在垂直于传播方向的平面内，自然光沿一切方向振动，偏振光沿某一特定方向振动。
（2）自然光经水面反射和折射的光都是偏振光。
②（1）利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的特点？（2）什么是激光的“纯净”性？这一性质有何作用？答案：提示（1）应用了激光平行度好的特点。
（2）“纯净”性是指频率、相位、偏振以及传播方向等性质完全相同。
利用这个特点，双缝干涉实验和衍射实验用激光比用自然光更容易完成。
可以用来传递信息。
名师点睛1.光的偏振现象说明光波属于横波。
2.太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
这种光是自然光。
3.光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动。
这种光叫作偏振光。
4.激光可以进行光纤通信是利用了激光纯净的特性。
互动探究·关键能力探究点一光的偏振情境探究1.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。
根据你所学的物理知识，能不能提出一种解决方法？答案：提示将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，这样自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。
高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题：光的衍射、光的偏振 激光(课后习题)【含答案及解析】
光的衍射光的偏振激光课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)对于光的衍射现象的定性分析,下列说法正确的是()A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光波长还要小的时候,才能产生明显的衍射现象B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论D.光的衍射现象说明了光具有波动性,而小孔成像说明光沿直线传播,而要出现小孔成像,孔不能太小,光的直线传播规律只是近似的,只有在光的波长比障碍物小很多的情况下,光才可以看成直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,它们是在不同条件下出现的两种现象,故上述选项中正确的是A、B、D。
2.(多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是()A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D.透射光栅中未刻的部分相当于透光的狭缝,当光照到刻痕上时,由于光发生漫反射而不能透过,故选项C错误。
3.关于自然光和偏振光,下列观点正确的是()A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光,而振动沿着特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,所以选项A错误。
光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光,所以选项B错误。
光的颜色由光的频率决定,与光的振动方向无关,所以选项C错误。
自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,选项D正确。
4.(多选)关于衍射,下列说法正确的是()A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中也存在衍射现象C.一切波都很容易发生明显的衍射现象D.影子的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实,双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象,一般现象中既有干涉又有衍射。
一切波都能发生衍射,但要发生明显的衍射,需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件。
《激光》人教版高中物理选修3-4PPT课件
二、激光的特性及应用
前苏联更超前于美国,曾先后进行过十八次反 卫星实验,1975年曾照瞎了美国位于印度洋上 空一预警、通信卫星，美提出强烈抗议，苏联 说没有这回事，美只好吃了一哑吧亏。
90年代举世瞩目的“星球大战计划”中的定向能武 器就是一种高能激光武器，现转称为“美国国家导弹 防御计划”，仍在大力研究。
二、激光的特性及应用
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，可精确测距 测速
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
亮度高
可在很小空间短时间内集中很大能量 产生高压引起核聚变
激光切割、焊接、打孔、医 疗手术
人工控制聚变反应
光器。 • 1965年，第一台可产生大功率激光的器件--二氧化碳激光器诞生。 • 1967年，第一台Ｘ射线激光器研制成功。
一、激光及其产生
梅曼和第一只激光器
一、激光及其产生
3. 激光器的种类 A. 气体激光器:最常见的是氦氖激光器,另一种典型代表是氩离子激光器 B.固体激光器:红宝石激光器,钇铝石榴石激光器 C. 液体、化学和半导体激光器 D.“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
美国化学激光器功率已达到 2.2兆瓦
二、激光的特性及应用
1982年开始研制，1990年1--3月在野外试验
成功，海湾战争中装配在美军第七步兵“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”作战。
激光弦目描准具（英国）
是一种激光致盲描准具，1982年马鸟战争期间安装在“竞技神”号战舰上，实战中效果良好， 造成3架阿根廷飞机失事。所有这一切均是保密的。直致1989年英军舰“考文垂”号上因帆布未 盖好才被记者拍下照片，1990年公布于世。
物理人教版选修23 4.3激光练习教师用卷
4.3激光练习一、单选题1.下列说法不正确的是()A. 天空呈蓝色是因为波长大的光容易被大气色散B. 傍晚阳光比较红是因为红光和橙光不容易被大气吸收C. 微波炉的原理是电磁感应D. 利用激光加工坚硬材料【答案】C【解析】解：A、大气对光的散射有一个特点：波长较短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射.天空是蓝色的，这是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多.故A 正确；B、波长较短的光容易被大气散射，波长较长的光不容易被大气散射，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被散射掉了；而红光和橙光不容易被大气吸收；所以傍晚的阳光比较红.故B正确；C、微波炉采用的原理是微波与水的频率接近，从而引起水的振荡发热；故C错误；D、激光的能量较大，可以用激光加工竖硬材料；故D正确；本题选错误的；故选：C．2.下列叙述中符合激光应用的实例，正确的是()3.①利用激光进行通信4.①利用激光加工坚硬的材料5.①利用激光进行室内照明6.①利用激光进行长距离精确测量．A. ①①①B. ①①①C. ①①①D. ①①①【答案】B【解析】解：①、激光能够传递声音、图象等信息，因此可以利用激光进行通信，故①正确①、激光的强度很大，可以用来切割、加工较硬的材料，故①正确；①、激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛，故①错误；①、激光的定向性好，精准度高，可以进行长距离测距，故①正确.所以选项B正确故选：B7.关于激光，下列说法不正确的是()A. 激光在自然界中普遍存在B. 激光是相干光第1页/共9页C. 激光的平行度好D. 激光的亮度高【答案】A【解析】解：激光是人造光，自然界没有，激光具有三大特点，平行度好、亮度高、是相干光；故A错误，BCD均正确．本题选错误的，故选：A8.将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除.关于激光下列说法正确的是()A. 单色性差B. 方向性差C. 高能量D. 没有波动性【答案】C【解析】解：激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线；激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀.另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”.所以选项C符合题意．故选：C9.可以利用激光来切割各种物质，这是应用了激光的()A. 平行性好的特性B. 相干性好的特性C. 亮度高的特征D. 单色性好的特性【答案】C【解析】解：激光具有方向性好，能量高的特点，利用激光来切割各种物质，这是应用了激光的亮度高、能量高的特征.所以选项C正确．故选：C10.纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的()A. 单色性B. 方向性C. 高能量D. 粒子性【答案】C【解析】解：将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA 分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的高能量.所以选项C正确．故选：C11.关于光和波的相关知识及其应用，皋城高中高二学生提出以下四种观点，其中正确的是()A. 激光能像无线电波那样用来传递信息B. 全息照相利用了激光方向性好的特点C. 声波和光波均为横波D. 同一声波在不同介质中传播速度不同，同一光波在不同介质中传播速度相同【答案】A【解析】解：A、激光具有电磁波的一切性质，可以用来传递信息；故A正确；B、全息照相是利用了激光的相干性来工作的，不是利用了方向性好；故B错误；C、声波是纵波，光波是横波；故C错误；D、声波和光波在同一种种介质中传播的速度均相同；故D错误；故选：A．二、多选题12.下列关于激光的特点和应用，说法正确的是()A. 激光可以发生干涉，且平行度好B. 激光不能像无线电波那样用来传递信息C. VCD、CD机是用激光来读取信息的D. 医学上用激光“光刀”来切开皮肤，这是利用激光的高能特性【答案】ACD【解析】解：A、激光具有三大特点，平行度好、亮度高、是相干光；故激光可以发生干涉现象；故A正确；B、激光具有电磁波的一切性质，可以用来传递信息；故B错误；C、激光的平行度好，故VCD、CD机是用激光来读取信息的；故C正确；D、医学上用激光“光刀”来切开皮肤，这是利用激光的高能特性；故D正确；故选：ACD．13.关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是()A. 相干性好B. 平行度好C. 强度大D. 易色散【答案】ABC【解析】解：激光是人造光，自然界没有，激光具有三大特点，平行度好、亮度高、是相干光；故ABC均正确，激光不是复合光，不易发生色散现象；故D错误；故选：ABC第3页/共9页14.纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除.在上述技术中，人们主要利用了激光的()A. 单色性B. 单向性C. 亮度高D. 粒子性【答案】BC【解析】解：激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀.另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”.所以选项AD错误，BC正确故选：BC15.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用光的()A. 平行度好，可以会聚到很小的一点上B. 相干性好，可以很容易形成干涉图样C. 亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D. 波长短，很容易发生明显的衍射现象【答案】ABC【解析】解：A、由于激光的平行度好，故用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息；故A正确；B、激光的相干性好，可以很容易形成干涉图样；故B正确；C、激光具有亮度高的特点，可以在很短时间内集中很大的能量故可用来切除肿瘤；故C正确；D、激光波长短，不容易发生明显的衍射现象；故D错误；故选：ABC．16.下列说法正确的是()A. 机械波波源在均匀介质中无论运动与不运动，波在介质中的传播速度均不变B. 利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量C. 红外线是不可见光，因此红外线从一种介质进入另一种介质时不遵循折射定律D. 激光是单色光，只有单色光才能产生光的干涉现象【答案】BD【解析】解：A、机械波的传播速度只与介质有关和振源无关，故A错误；B、由于周期和球的质量无关，故在利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量，故B正确；C、红外线是一种电磁波，它也可以产生折射现象，遵循折射定律，故C错误；D、根据激光的性质可知，激光是单色光；根据只有频率相同的光才能发生干涉现象，故只有单色光才能发生干涉现象，故D正确。
高中物理第十三章8激光教材梳理教案新人教版选修3-41
高中物理第十三章8激光教材梳理教案新人教版选修3-41第一篇：高中物理第十三章 8 激光教材梳理教案新人教版选修3-41 激光疱丁巧解牛知识·巧学一、激光的概述激光器的发明是20世纪中的重大科技成就.激光的高亮度、单色性、相干性，使它自1958年问世以来，在短短几十年中就得到了迅速的发展.现在，激光技术已在工农业生产、医疗卫生、通信、军事、文化艺术、能源等许多方面获得了重要应用.要点提示激光是一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光.二、激光的几个特点1.激光是人工产生的相干光激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯.用激光做衍射、干涉实验，效果特别好，激光可以像无线电波那样进行调制，用来传递信息，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物.2.激光束的平行度和方向性非常好利用激光的这一特点，可以根据发射与返回的时间间隔，测量超远距离.还可以利用激光平行度好的特点刻制光盘，这种光盘所记录的信息密度高.3.激光的强度大，亮度高激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可使被照射物体在不到千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.激光在医疗上可以充当手术刀切除肿瘤，“焊接”剥落的视网膜；还可以充当武器给对方致命一击.联想发散激光的用途很广，各国科学家正致力于这方面的研究，相信不远的将来，激光会有更大的用武之地.三、全息照相 1.基本概念全息照相：能同时记录光波的振幅与位相的照相.全息记录：能使物体各点发出的光波的振幅与位相同时记录下来.全息再现：能使物体各点发出的光波的振幅与位相同时再出现.2.全息照相的原理全息照相与普通照相不同，从它的照片可以看到三维的图象，而普通的照片看到的图象是平面二维的.用于普通照相的感光胶片只能记录物体上各个点发出的光的强度（振幅），而全息照相能够把物体各点发出的光波的振幅与位相同时记录下来，并使之再现，则当这些光波被人眼接收时，眼中的图象将和直接观看物体一样是三维的.深化升华全息照相是利用了激光的相干性、激光的平行度好以及激光的大强度的特点.典题·热题知识点一激光例1关于激光，下列说法正确的是（）A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B.自然界中某些天然物体也可以发出激光C.激光可以像刀子一样切除肿瘤D.由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象解析：激光是用人工方法激发的一种特殊的光，A项正确，B项错误.激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点，可以像刀子一样切除肿瘤，C项正确，激光是一种电磁波，只要是电磁波就能发生衍射现象，D项错误.答案：AC 方法归纳了解激光的特性和应用.激光的特点是频率单一、相干性好，用来像无线电波那样进行调制传递信息；平行度高、方向性好，用来测量超远距离、刻制光盘；亮度高、强度大，用来充当手术刀切除肿瘤.知识点二激光的应用例2在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，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.故本题的正确选项是C项.答案：C 巧解提示由波发生干涉的条件是频率相同相差恒定的波，以及激光的单色性好，频率单一的特点，很快得出正确选择.例3如图13-8-1所示，激光液面控制仪的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s 的距离射到B′点，由此可知液面降低了___________________.图13-8-1 解析：如图13-8-1所示，入射光方向不变，则i不变，而O′B′平行于OB.设液面降了h，据几何关系可得：h=答案：scoti.2scoti 2方法归纳作出几何光路图，由光的反射规律和激光的特性可求出结果，从而理解激光液面控制仪的原理.知识点三光导纤维例4由于激光是亮度高、平行度好、单色好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？解析：要保证不会有光线从侧面跑出来，其含义是不管入射角多大都能在侧壁发生全反射，令入射角等于90°，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就可以求出材料的折射率.答案：设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为α.折射光线射向侧面时的入射角为β，如图13-8-2所示.图13-8-2 2 由折射定律：n=sini sinα由几何关系：α+β=90° sinα=cosβ由全反射临界角的公式：sinβ=ncosβ=1-1 2n11-1n2 要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有i=90°，sini=1.故n=sinisini==sinαsinβ=nn-12解得n=2光导纤维的折射率应为n≥2.误区警示本题一般在解答中存在的问题有：一是不会对光线变化过程进行分析，当入射角i从零逐渐增大的过程中，折射角α也增大，折射光线入射到壁的入射角β是减小的.如果当i增大到90°时，仍有β大于等于临界角，题目要求就能满足，其临界条件是i=90°，β=arcsin11.找不出这个条件，就无法入手解答.二是仅从全反射的条件出发，由sinβ=，nn直接得出n=1，不知道β此时是未知量.sinβ问题·探究交流讨论探究问题激光到底是一种什么样的光，它为什么有这么大的用途呢? 探究过程：刘涛：激光是从物质的原子中发射出来的，是受激材料的所有受激原子或分子从高能级跃迁到低能级，发射同一频率和同相位的大量光子，以光子的形式把能量发射出去.而普通的光源，如白炽灯，灯丝中的每个原子在什么时刻发光，朝哪个方向发光，都是不确定的，发出的频率也不一样，这样的光在叠加时，一会儿在空间的某点相互加强，一会儿又在这点相互削弱，不能形成稳定的亮区和暗区，所以不能发生干涉，而激光是一种人工产生的相干光.王小华：高度的平行性：激光是几乎不发散地前进，因此它可以发射很远而不发散，所以它能够保持它的能量.高度的单色性：由于激光通常是在极窄的频率范围之内，所以颜色几乎是完全单一的，47它的单色性是比较好的单色光的10—10倍.很高的亮度：因为激光的能量高和方向集中，所以亮度很强，目前大功率激光器的单色1619亮度是太阳光的单色亮度的10—10倍.李东：高度的相干性：激光的频率或单色性相同，相位也相同，所以极易产生干涉现象.1719高的光子简并度：大功率激光器发出的激光，比可见光的简并度大10—10倍（简并度是同一量子态内性质相同的光子数）.探究结论:由于激光具有以上特性，所以激光常用于工业的切割和打孔，医疗上的手术刀，军事上的激光枪和激光炮，通讯上的光纤通信，农业上的激光育种等等.实验论证探究问题自第一台红宝石激光器以来，各种各样的激光器相继问世，它们可以产生不同功率、不同波长的激光，激光有哪些特性呢？探究过程:实验原理：利用激光和普通光源进行对比探究激光的特性.实验器材：激光笔一支手电筒一个实验过程：1.同时让激光束和手电筒光束射到空气中，观察在传播方向、颜色、亮度等方面有什么不同.手电筒光束分散，而激光束高度平行；光传播很远一段距离后，手电筒光束发散得很开，而激光的发散很小.2.同时让激光束和手电筒光束经过三棱镜折射后的传播情况，观察在传播方向、颜色、亮度等方面有什么不同.手电筒光会发生色散，而激光不会产生色散；手电筒光经过三棱镜后很暗，而激光仍然很亮.探究结论:激光的颜色是单一的，传播方向性好，具有高度的平行性，亮度高，能量大.第二篇：高中物理 7.4《温度和温标》教案新人教选修3-37.4 温度和温标新课标要求（一）知识与技能1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念。
【最新人教版】【人教版】(高考)高中物理(选修3-4)：13.8《激光》精品教案(含答案)
课时13.8激光1.知道激光与自然光的区别。
2.了解激光的特点及其应用。
3.知道全息照相的原理,体验现代科技的神奇,培养对科学的兴趣。
重点难点:激光的特性和实际应用,激光和自然光的区别,全息照相的原理。
教学建议:本节主要讲解激光的特点及其应用,以及全息照相技术。
只要求学生对激光有所了解,知道激光和自然光的区别,但不给激光下定义,更不讲激光产生的机理。
关于全息照相的原理,要理解相位差是形成立体图像的根本原因。
导入新课:激光最初的中文名叫作“镭射”“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。
意思是“通过受激辐射光扩大”。
激光应用很广泛,你知道有哪些应用吗?1.自然光与激光(1)光是从物质的①原子中发射出来的。
原子获得能量后处于②不稳定状态 ,它会以光的形式把能量发射出去。
普通的光源原子在什么时刻发光、在哪个方向偏振,完全是③随机(填“一定”或“随机”)的,所以两个独立的普通光源发出的光是④非相干光(填“相干光”或“非相干光”)。
(2)激光是一种通过人工方法获得的一种频率⑤相同、相位差⑥恒定、偏振方向⑦一致的光,所以激光是一种相干光。
2.激光的特点(1)相干性:激光是相干光,所以它能像无线电波那样被⑧调制,用来传递信息。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的⑨测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中⑩很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
3.全息照相(1)普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息,而全息照相技术还可以记录光波的相位信息。
(2)拍摄全息照片时将同一束激光分为两部分,一部分直接照射到底片上(称为参考光),另一部分通过被拍摄物反射后再到底片上(称为物光),参考光和物光在底片上相遇时发生干涉,形成复杂的干涉条纹。
高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13.8激光(教案)(2篇)
课题§13.8 激光设计教师张莉莎授课教师时间年月日第周课型新授课课时1课时教学目标一、知识和能力1.了解激光和自然光的区别.2.通过阅读，收集整理相关资料，认识激光的特点和应用.二、过程和方法1.通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力.2.通过对激光的特点及应用的学习，培养应用物理知识解决实际问题的能力.三、情感态度和价值观通过对激光应用的学习，使学生感受到科学知识的无究力量，培养热爱科学的品质.重点难点教学重点激光与自然光的区别以及激光特点和应用. 教学难点激光与自然光的区别.教法自主探究、小组合作、讨论、展示、师生共研教具激光手电筒、投影仪、三段有关激光的录像材料.教学过程设计教材处理师生活动一、引入新课［师］课前大家已经阅读了课文，了解了激光是自然界没有的光，首先我们来看看它与自然光有什么不同.二、新课教学 （一）自然光和激光 （投影）自然光（例如白炽灯） 激光原子发光方向，时刻不确定 频率不一样 不能发生干涉 非相干光频率一样能发生干涉（双缝干涉实验）人工产生的相干光都是原子受激发处于不稳定状态发射出来的教学过程设计教材处理师生活动 ［师］通过上表的比较，同学们可以看到，激光的第一个特点就是它是一种人工相干光.激光还有许多与自然光不同的特点，下面请同学们将自己阅读课文整理的表格展示出来.（教师巡视，大部分同学整理得很好，选出比较全面的一组投影（如表20—2）老师简单讲解）［师］其实，激光的应用远不止这些，而且还在迅速发展，这方面的介绍很多，下面请大家根据课前收集的材料，开展课堂交流.（二）激光的应用（分组介绍，同时教师提炼要点并板书，以调动学生的积极性.）第一组（投影资料）我们组收集整理了激光在相干性方面的特点，激光是相干光.可用来进行光的干涉、衍射等实验（科学实验），由于原子的发光不是无限制持续的，每一次发光与下一次发光总有一个时间间隔，只有同一光源在同一发光时间间隔内发出的光，在空间某点相遇时才会发生干涉，所以原子发光的平均时间间隔称为相干时间，在相干时间内光的行程称为相干长度，激光的相干长度可达几十千米，相干性较好.第二组（投影资料）我们组整理的信息中，激光的另一特点是激光的亮度特高，近年研制出的强激光的亮度要比太阳亮100亿倍以上.激光器发出的激光是集中在沿传播方向的一个极小的发射角内，亮度就会比同功率的光源高几亿倍，在极短时间内会辐射出巨大的能量，聚集在一点时可产生几百万甚至上千万度的高温.单色性非常好，拿氦氖气体激光器来说，它产生的光波长范围不到一百亿分之一微米，完全可以视为单一而没有偏差的波长，是极纯的单色光.第四组我们组收集的资料中，除了前面三组讲的，还有一点，激光的方向性好，一般的手电筒或探照灯聚光虽然很好，看上去它们射出的光束是笔直的，但在一两公里后，光线就发散成很大一片，亮度明显减弱.而激光射到这个距离上基本没有发散，激光是方向最一致、最集中的光.［师］前面几组同学从激光的特点角度阅读收集了很多资料，都比较好，虽然其中有些材料我们不能完全弄懂，但以后我们还有很多学习机会，到时可以更进一步理解.下面我们再来交流激光应用方面的资料.第五组（阅读）激光具有很高的能量，所以它是精密机械加工特别是微电子工业加工不可缺少的工具，用激光对金属打孔、切割、焊接、淬火，激光代替机械刀具和刻刀直接加工大型和微型元件，具有普通机械加工不可比拟的特点.利用它可以在坚硬的材料上打直径0.1 mm到几微米的小孔.激光钻孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且钻孔速度异常快，可以几千分之一秒甚至几百万分之一秒内钻出表面十分整齐光洁的小孔，激光快速自动成型技术，可以控制激光束将材料逐层“烧结”而形成实体零件或模具、模型.它可快速制成精密复杂或不规则图案的机械零件.我国已经研制成功激光迅速自动成型机，标志着我国已经掌握了这项新技术，并迅速进入国产化、商品化阶段.第六组（阅读）激光在农业生产上也有广泛应用，用激光照射农作物种子，可诱发遗传变异，缩短种子发芽时间，育出的秧苗生长比较快，长势好，粗壮且均匀整齐，改善了农作物生长性能，提高产量.把激光技术引入果树裁培，能改良水果品质，提高水果产量.用激光照射牲畜家禽鱼类，能促进生长发育等.激光在临床医学上的应用相当广泛，“激光刀”能有效地局部加热凝固血管，出血少.而且“刀”不与组织接触，不用消毒，激光刀很锋利，切割软组织和硬组织都一样快捷，还可应用激光对穴位照射，给穴位输入能量，无痛、灭菌、快速、安全.第七组（阅读）激光在信息产业领域有着重要应用.在光纤通信中，激光作为信息高速传输的载体作通信载波.它还是信息高速处理的载体，光学计算机有着普通计算 教学过程设计 教材处理机无法比拟的优点，这种计算机运算速度高，传输信息量大，激光应用在信息存储领域，使大容量、高密度信息存储成为可能，像课本上介绍的DVD 实际上是一种存储数据的磁性媒体，它可以双层双面使用，运行时间高达484 m in ，储存量是VCD 的几十倍甚至数十倍，可多达17GB.第八组（阅读）目前，激光已成为重要的战略武器，在国防军事领域有着广泛的应用，例如激光测距、激光雷达、激光制导、激光模拟等技术的应用.激光武器包括激光致盲武器、激光干扰武器、激光防空武器等，这些武器对现代战争产生了深远影响.激光制导炸弹能快速准确无误地击中目标.用激光点燃核燃料是目前各国科学家竞相研究的重大课题，预计在2010年左右能够用激光实现核聚变，能源危机问题有望得到根本解决.［师］同学们课前做了很多准备，阅读了大量相关资料，一定很有收获.我也给大家收集了部分与激光相关的录像资料，请大家看一看. （师生共同观看录像）三、小结教学后记板书设计激光知识目标1、了解什么是激光和激光的特性．2、了解激光的应用．能力目标培养自主学习能力情感目标通过组织学生从不同的媒体中学习有关激光的知识同时，让学生了解我国的科学事业，培养学生的爱国热情．教学过程一、激光的特点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3、利用亮度高：军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等三、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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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激光的特性
亮度高（光强大）——激光可以在很小的空间和很短的时间内集 中很大的能量。
所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率。
自然光源亮度最高的是太阳，而目前的 高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。
激光器的种类
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
气体激光器
氦氖激光器
激光器的种类
固体激光器：红宝石激光器，钇铝石榴石激光器。
固体激光器
红宝石激光器 钇铝石榴石激光器
激光器的种类
液体、化学和半导体激光器
液体激光器
半导体激光器
小结
受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性， 这些特性是指：相___位__，__频__率___，__偏__振__态___，__传__播__方___向_。
激光的应用
知道激光在各个领域的应用及优势
激光的应用——相干性好、单色性强
利用激光相干性好的特点，人们发展了全息 照相、全息存储的技术。
激光全息技术：
全息照相实验
普通照相技术记录的是光的强弱(振幅)及光的颜色(频率)。
激光产生的衍射图样
用激光器做光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效果。
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激光的特性
相干性好——容易产生干涉现象。 利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高， 一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套 电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量。
一些特性，已经在广泛的领域
产生机理：原子受激辐射后发生跃迁
得到应用。
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，在向低能态 跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同 的光，这种光叫作激光。
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1960年，美国加利福尼亚州休斯航空 公司实验室的研究员梅曼发明了世界上 第一台红宝石激光器。
1965年，第一台可产生大功率激光的器 件——二氧化碳激光器诞生。
汤斯和肖洛 二氧化碳激光器
梅曼和他研制的 1967年，第一台X射线激光器研制成功 激光发生器
X射线激光器
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如果把强大的激光束汇聚起来，可使物 体被照部分在千分之一秒的时间内产生 几千万度的高温。
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不能直接照射眼睛，否 则会伤害眼睛。
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激光的发展史
1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的 经典论文，奠定了激光发展的基础。
激光及其产生
产生激光的激光器
相干光：频率相同、相位差恒定、偏 振方向一致的光。
注意：激光为相干光，具有高强度的 相干性。
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激光的特性
单色性强——激光为相干光，具有高强度的相干性。
He——Ne气体激光器
知道激光是原子受激辐射产生的
知道激光具有强度大、方向性好、单色性好、相干性好 等特点
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激光及其产生
激光：是“受激辐射光放大”的简称。
激光是20世纪的一项重要发明，
它是用人工的方法产生的一种特殊的相干光 。 由于它有着普通光无法比拟的
激光
教学目标
了解激光的特点及其应用 知道全息照相的原理，体验现代科技的神奇，培养对科学的兴趣
教学重点
激光的产生机理。 激光与自然光的区别以及激光的特点和应用。
教学难点
激光的产生机理。 激光与自然光的区别以及激光的特点。
绚丽多彩的 激光舞台会
激光水幕电影
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普通混合气体放电管发出同
频率的光：
激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜 色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源。
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激光的特性
平行度好（方向性好） 激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束， 到达月球表面时，也只发散成直径1m多的光斑，同时仍能保持 很大的强度。因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。
物体的发光原理
光是从物质的原子中发射出来的，原子获得 能量后处于不稳定状态，它会以光子的形式 将能量发射出去。
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。
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利用这一点可以精确测距。现 在利用激光测量地月距离的精 确度已达到1m。
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激光的特性
相干性好——容易产生干涉现象。 由于激光束的高度平行性及极强的单色性，因此激光是最好的相干光。
用激光做双缝干涉实验 得到的干涉图样
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辐射的量子理论
1916年爱因斯坦在玻尔能级理论基础上提出辐射的量子理论， 是产生激光的基本原理 自发辐射
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发光前
发光后
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激光的产生与特点
激光的三个主要特性是： _平__行__性__好__（___方__向__性__好___）_， 相干性好_（___单__色__性__好___）_________， 亮度高（_光__强__大__）___________。
激光具有的相干性好、单色性好、平行度高、亮度大等特 点，使激光在各个领域都有很好的应用。