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    高中物理第十三章第8課《激光》(選修3-4)

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    課堂提問

    課程內(nèi)容
    高中物理第十三章第8課《激光》(選修3-4)


    物體發(fā)光的微觀機理
    光是從物質(zhì)的原子中發(fā)射出來的。
    物質(zhì)中的原子受到激發(fā)以后,原子能量增加,處于不穩(wěn)定狀態(tài),要向低能態(tài)躍遷。在向低能態(tài)躍遷的過程中,會發(fā)出光。
    一、激光的產(chǎn)生
    某些物質(zhì)的原子中的粒子受光或電刺激,使低能級的原子變成高能級原子,在向低能態(tài)躍遷時輻射出相位、頻率、方向等完全相同的光,這種光就叫激光,激光是一種人工控制產(chǎn)生的光,它可以像無線電波那樣被調(diào)制,用來傳遞消息。

    1960年,美國物理學家梅慢正在進行一項重要的實驗。實驗裝置里有一根人造紅寶石棒。突然,一束深紅色的亮光從裝置中射出,它的亮度是太陽表面的4倍!這是一種完全新型的光,科學家渴望多年而自然界并不存在的光,它被命名為Laser。
    二、激光的特點及其應用
    1.相干性:激光是一種人工產(chǎn)生的相干光(相干光的條件:頻率相同,相位差恒定,偏振方向一致)
    相干性應用:光纖通訊、激光全息技術(shù)

    沒有光纖和激光器的發(fā)明就不會有現(xiàn)在的如此發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)。
    二、激光的特點及其應用
    2.平行度非常好:從地面上發(fā)射的一束極細的激光束,到達月球表面時,也只散成直徑1m多的光斑,因此激光在地面上傳播時,可以看成是不發(fā)散的。
    應用:測距、測速、信息存儲和閱讀
        
    3.亮度高:所謂亮度,是指垂直于光線平面內(nèi)單位面積上的發(fā)光功率,自然光源亮度最高的是太陽,而目前的高功率激光器,亮度可達太陽的1萬倍。
    應用:工業(yè)切割、焊接;醫(yī)學“光刀”;利用強激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。
        

    美陸軍從1982年開始研制“魟魚”車載激光武器系統(tǒng),它可破壞8km遠處的光電傳感器,激光測距機和激光目標指示器等,使對方戰(zhàn)車失去機動能力,并能傷害更遠處的人眼。
    美國洛克希德.桑德斯公司開發(fā)的AN/PLQ-5激光對抗裝置。也是一種致盲兼軟殺傷武器。
    激光的特點及其應用

    【全息照相的主要特點】
    1.立體感強
    2.具有可分割性
    3.可重疊多個全息圖

    “全息”的意思為“全部信息”,即相對于只記錄物體的明暗變化的普通攝影來說,激光全息攝影還能記錄物體的空間變化。
    全息攝影:記錄被攝物體反射(透射)光波中全部信息(振幅、相位)的攝影。
    三、全息照相
    拍攝全息照片的基本光路

    同一激光束被分成兩束,參考光直接照到底片上,物光也到達底片。兩者干涉,在底片上形成復雜的干涉條紋,各點的明暗程度反映了疊加的加強和減弱的情形。
    全息照片的觀看

    全息照片的觀看:
    用激光照射全息照片,在照片的另一側(cè)觀看原物體的立體的像。
    【實驗儀器與光路】

    全息照片
    全息照片的拍攝利用了光的干涉原理,它是利用參考光和物光發(fā)生干涉形成的。

    激光全息照片的底片上記錄了光的干涉條紋,含有被攝物體反射的光的所有信息,實現(xiàn)了照片的立體性。若照相時,被攝物體被擋住一部分,通過調(diào)整實現(xiàn)仍可看見被擋部分;甚至照片被切開成兩半,從一半上扔可看到物體的全像,照片僅像一個觀察物體的窗口。
    小結(jié)
    一、激光的產(chǎn)生
    二、激光的特點:
    相干光、平行度非常好、亮度高
    三、激光的應用
    全息照相、光纖通信、激光雷達、VCD機、激光切割、焊接、打孔、醫(yī)療手術(shù)、人工控制聚變反應
    課堂練習
    習題1:激光全息照片技術(shù)主要是利用激光的哪一種優(yōu)良特性(C )
    A 亮度高
    B 方向性好
    C 相干性好
    D 抗電磁干擾能力強

     

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