《辽宁省大连市高中物理 第十三章 光 13.8 激光课件 新人教版选修34》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁省大连市高中物理 第十三章 光 13.8 激光课件 新人教版选修34（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、导入新课导入新课 通过光的衍射和干涉我们已通过光的衍射和干涉我们已经知道了经知道了光是一种波光是一种波. .但是光是怎么产生的呢？但是光是怎么产生的呢？ 物体发光的微观机理物体发光的微观机理 物质中的原子受到激发以后，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，要原子能量增加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁向低能态跃迁. .在向低能态跃迁的过程在向低能态跃迁的过程中，会发出光。中，会发出光。 普通光源普通光源（白炽灯、日光灯、高压水（白炽灯、日光灯、高压水银灯）的发光过程为银灯）的发光过程为自发辐射自发辐射。各原子自发辐。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位射发出的
2、光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同不一定相同为为非相干光。非相干光。 激光是人类在实验室里制造出来的激光是人类在实验室里制造出来的相干光。相干光。那么激光的发光原理是什么？那么激光的发光原理是什么？第八节第八节 激光激光教学目标教学目标1. 知识与能力知识与能力 了解激光产生的机理。了解激光产生的机理。 通过阅读，收集整理相关资料，认识通过阅读，收集整理相关资料，认识激光器的构成和常见激光器。激光器的构成和常见激光器。2.过程与方法过程与方法 通过课外阅读，收集整理有关激光应通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力。用的资料，培养加工处理信息的能力。 通过对激光
3、的特点及应用的学习，培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。养应用物理知识解决实际问题的能力。 3.情感态度与价值观情感态度与价值观 通过组织学生从不同的媒体中学习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的科学事业，培养学生的爱国热情 。 1.了解什么是激光和激光的特性了解什么是激光和激光的特性 。 2.了解激光的应用。了解激光的应用。 3.激光产生的机理。激光产生的机理。 教学重难点教学重难点教学重点教学重点激光的产生原理。激光的产生原理。教学难点教学难点本节导航本节导航一一
4、.激光及其产生激光及其产生二二 .激光的特点激光的特点三三 . 激光的应用激光的应用四四 . 全息照相全息照相一一 .激光及其产生激光及其产生 激光的最初的中文名叫做激光的最初的中文名叫做“镭射镭射”、“莱莱塞塞”，是它的英文名称，是它的英文名称LASER的音译，是取自的音译，是取自英文英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的各单词头一个字母组成的缩写词的缩写词.意思是意思是“通过受激发射光扩大通过受激发射光扩大”。激。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要光的英文全名已经完全表达了制造激光的
5、主要过程。过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议年按照我国著名科学家钱学森建议将将“光受激发射光受激发射”改称改称“激光激光”。激光简介激光简介激光的发展史激光的发展史 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光器的经典论文，奠定了激光发展的基础. 1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室年，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年，第一台可产生大功率激光的器件-二氧化二氧化碳激光
6、器诞生碳激光器诞生. 1967年，第一台射线激光器研制成功年，第一台射线激光器研制成功. 1.概念概念 激光准确内涵是激光准确内涵是“辐射的受激发射的光放大辐射的受激发射的光放大”. . 2.产生机理：产生机理： 原子受激辐射后发生跃迁原子受激辐射后发生跃迁 某些物质的原子中的粒子受光或电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向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向相位、频率、方向等等完全相同的光，这种光叫作激光。完全相同的光，这种光叫作激光。 3. 激光器的种类激光器的种类A. 气体激光器气体激光器:最常见的
7、是氦氖激光器最常见的是氦氖激光器 ，另，另一种典型代表是氩离子激光器一种典型代表是氩离子激光器 B.固体激光器固体激光器:红宝石激光器红宝石激光器 ，钇铝石榴石，钇铝石榴石激光器激光器 C. 液体、化学和半导体激光器液体、化学和半导体激光器D.“隐身隐身”和和“变色变色”激光器激光器:二氧化碳激光二氧化碳激光器，可称器，可称“隐身人隐身人”，因为它发出的激光，因为它发出的激光波长为波长为10.6微米，微米，“身身”处红外区，肉眼处红外区，肉眼不能觉察不能觉察; 确实能变色确实能变色,只要转动一个激光只要转动一个激光器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、青、
8、蓝、紫各种颜色的激光。青、蓝、紫各种颜色的激光。梅曼和第一只激光器梅曼和第一只激光器 激光是激光是20世纪以来，继原子能、计算机、世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀最快的刀”、“最准的尺最准的尺”、“最亮的光最亮的光”和和“奇异的激光奇异的激光”.它的亮度为太阳光的它的亮度为太阳光的100亿倍亿倍.它的原理早在它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功年激光才被首次成功制造制造.激光是在有理论准备和生产实践迫切需要激光是
9、在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现个一门新兴产业的出现.激光可使人们有效地利激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展效益和成果，从而促进了生产力的发展. 二二 .激光的特点激光的特点激光的特点及应用激光的特点及应用1.相干性应用相干性应用光纤通讯、激
10、光全息技术光纤通讯、激光全息技术2.平行度好平行度好测距、测速（激光雷达测速）测距、测速（激光雷达测速）信息存储和阅读（信息存储和阅读（DVD、 CD唱机、计算机光盘唱机、计算机光盘3.亮度高（能量高）亮度高（能量高）工业切割、焊接；工业切割、焊接； 医学医学“光刀光刀”、焊接、焊接. . 利用强激光产生的高压引发核聚变利用强激光产生的高压引发核聚变. .特点特点作用作用应用实例应用实例相干相干光光可进行调制、传递信息可进行调制、传递信息光纤通信光纤通信平行平行度非度非常好常好传播很远距离能保持一定强度，可精确测传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速距测速激光雷达激光雷达可会聚于很小的一点
11、，记录信息密度高可会聚于很小的一点，记录信息密度高DVD、CD、VCD机，机，计算机光驱计算机光驱亮度亮度高高可在很小空间短时间内集中很大能量可在很小空间短时间内集中很大能量激光切割、焊接、激光切割、焊接、打孔、医疗手术打孔、医疗手术产生高压引起核聚变产生高压引起核聚变人工控制聚变反应人工控制聚变反应He-Ne气体激光器气体激光器：普通混合气体放电管发出通频率的光普通混合气体放电管发出通频率的光4.单色性好单色性好三三 . 激光的应用激光的应用形形色色的激光武器形形色色的激光武器 1. 激光枪激光枪2.高能激光武器（强激高能激光武器（强激光武器、激光炮）光武器、激光炮） 利用高功能利用高功能激
12、光摧毁敌方卫星、激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等导弹、飞机、坦克等大型目标的武器大型目标的武器. .（现仍在研制阶段）（现仍在研制阶段）“魟鱼魟鱼”激光致盲武器激光致盲武器1982年开始研制，年开始研制，1990年年1-3月在野外试验成月在野外试验成功，海湾战争中装配在功，海湾战争中装配在美军第七步兵师，参加美军第七步兵师，参加了了“沙漠盾牌沙漠盾牌”和和“沙漠沙漠风暴风暴”作战作战.激光弦目描准具（英国）激光弦目描准具（英国） 是一种激光致盲描准具，是一种激光致盲描准具，1982年马鸟战争期年马鸟战争期间安装在间安装在“竞技神竞技神”号战舰上，实战中效果良号战舰上，实战中效果良好，造成好
13、，造成3架阿根廷飞机失事架阿根廷飞机失事.所有这一切均是所有这一切均是保密的保密的.直致直致1989年英军舰年英军舰“考文垂考文垂”号上因帆号上因帆布未盖好才被记者拍下照片，布未盖好才被记者拍下照片，1990年公布于世年公布于世.激光准直激光准直四四 . 全息照相全息照相全息照相：全息照相： 参考光参考光照相底片照相底片反射光反射光物光物光物物 同一激光束被分成两束，参考光直接同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物光也到达底片照到底片上，物光也到达底片. .两者干涉，两者干涉，在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的明暗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程
14、度反映了叠加的加强和减弱的情形. .照明光照明光全全息息照照片片人眼人眼全息照片的观看：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用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟的条纹 用一束激光去照射该照片，眼前就会出现逼真的用一束激光去照射该照片，眼前就会出现逼真的立体景物立体景物 从不同的角度去观察，可以看到原来物从不同的角度去观察，可以看到原来物体的不同侧面体的不同侧面 每一片碎片都包括被摄物体的完整信息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英女王的全息照片
15、 艺术品展示艺术品展示 1.概念概念激光准确内涵是激光准确内涵是“辐射的受激发射的光放大辐射的受激发射的光放大”. . 2.产生机理产生机理原子受激辐射后发生跃迁原子受激辐射后发生跃迁 某些物质的原子中的粒子受光或电刺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低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向相位、频率、方向等完等完全相同的光，这种光叫作激光全相同的光，这种光叫作激光. .课堂小结课堂小结一一 . .激光及其产生激光及其产生 3. 激光器的种类激光器的种类A. 气体激光器气体激光器:最常见的是氦氖激光器最常见的
16、是氦氖激光器,另一另一种典型代表是氩离子激光器种典型代表是氩离子激光器 B.固体激光器固体激光器:红宝石激光器红宝石激光器,钇铝石榴石激钇铝石榴石激光器光器 C. 液体、化学和半导体激光器液体、化学和半导体激光器D.“隐身隐身”和和“变色变色”激光器激光器:二氧化碳激光二氧化碳激光器，可称器，可称“隐身人隐身人”，因为它发出的激光，因为它发出的激光波长为波长为10.6微米，微米，“身身”处红外区，肉眼不处红外区，肉眼不能觉察能觉察; 确实能变色确实能变色,只要转动一个激光器只要转动一个激光器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的激光青、蓝、
17、紫各种颜色的激光. 1.相干性应用相干性应用光纤通讯、激光全息技术光纤通讯、激光全息技术2.平行度好平行度好测距、测速（激光雷达测速）测距、测速（激光雷达测速）信息存储和阅读（信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计算机光盘唱机、计算机光盘)3.亮度高（能量高）亮度高（能量高）工业切割、焊接；医学工业切割、焊接；医学“光刀光刀”、焊接、焊接. 利用强激光产生的高压引发核聚变利用强激光产生的高压引发核聚变.二二 . .激光的特点激光的特点He-Ne气体激光器气体激光器：普通混合气体放电管发出通频率的光普通混合气体放电管发出通频率的光4.单色性好单色性好三三 . . 激光的应用激光的应用四四 . . 全息照相全息照相 1. 激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特性（优良特性（ ）A.亮度高亮度高B.方向性好方向性好C.相干性好相干性好D.抗电磁干扰能力强抗电磁干扰能力强C课堂练习课堂练习2.下面关于普通光和激光的特点叙述正确的是（下面关于普通光和激光的特点叙述正确的是（ ）A.前者是相干光，后者是非相干光前者是相干光，后者是非相干光.B.前者是非相干光，后者是相干光前者是非相干光，后者是相干光.C.都是相干光都是相干光.D.都是非相干光都是非相干光.B
