高中物理激光优质PPT课件.pptx

1、1.1.了解什么是了解什么是激光；激光；2.2.掌握激光掌握激光的特性的特性；3.3.了解激光的应用了解激光的应用. .学习目标学习目标复习回顾复习回顾光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处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。于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发射出去。一、激光的特点及其应用一、激光的特点及其应用1 1特点特点(1)(1)相干性：只有相干性：只有_相同、相同、_恒定、恒定、_方向方向一致的光才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(2)(

2、2)平行度好：在传播很远的距离后仍保持一定的强度；可以会聚到很小平行度好：在传播很远的距离后仍保持一定的强度；可以会聚到很小的一点的一点(3)(3)高亮度：它可以在高亮度：它可以在_和和_内聚集大到难以想象的内聚集大到难以想象的能量能量频率频率相位差相位差偏振偏振很小空间很小空间很短时间很短时间新知预习新知预习2 2应用应用激光的应用：应用它的激光的应用：应用它的_，激光能像无线电波那样进行调制，用来，激光能像无线电波那样进行调制，用来传递信息应用传递信息应用_，精密测距、计算机中的光储存技术应用，精密测距、计算机中的光储存技术应用_，工业上的切割和焊接；医学上的切割和，工业上的切割和焊接；医

3、学上的切割和“焊接焊接”相干性相干性平行度好平行度好高亮度高亮度新知预习新知预习二、全息照相二、全息照相1 1原理：原理：将一束激光通过分光镜分成两束，一束光直接照射到感光将一束激光通过分光镜分成两束，一束光直接照射到感光底片上底片上( (称为称为_) )，另一部分通过拍射物反射后再到达底片，另一部分通过拍射物反射后再到达底片( (称称为为_) )物光和参考光在底片相遇时会发生干涉，形成复杂的物光和参考光在底片相遇时会发生干涉，形成复杂的_，底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时，底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱也就是说记录了物光的全部信息和两束光的干涉条纹

4、光波的强弱也就是说记录了物光的全部信息和两束光的干涉条纹2 2观察全息照片时要用观察全息照片时要用_照射照片，从另一侧面观察照射照片，从另一侧面观察参考光参考光物光物光干涉条纹干涉条纹激光激光激光功率放大装置激光功率放大装置一一、对激光特点的理解、对激光特点的理解1相干性好相干性好所谓相干性好，是指容易产生干涉现象所谓相干性好，是指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高2平行度非常好平行度非常好与普通光相比，传播相同距离的激光束的与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小扩散程度小，光线仍能保持很

5、大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距3亮度非常高亮度非常高它可以在很小的空间和很短的时间内它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量集中很大的能量如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间如果把强大的激光束会聚起来，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不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛内产生几千万度的高温不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛4单色性很好单色性很好激光的激光的频率范围极窄频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的，颜色几乎是完全一致的例例1.对于对于激光，下列说法正确的是激光，下

6、列说法正确的是()A激光是单色光激光是单色光B单色光就是激光单色光就是激光C激光是偏振光，偏振光就是激光激光是偏振光，偏振光就是激光D激光是人工产生的相干光激光是人工产生的相干光AD例例2.一一激光发光功率为激光发光功率为P，发出的激光在折射率为，发出的激光在折射率为n的介质中波长的介质中波长为为，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是()A该光在真空中的波长为该光在真空中的波长为nB该光在真空中的波长为该光在真空中的波长为/nC该光的频率为该光的频率为c/D该光的频率为该光的频率为c/nAD0=ncn v0cffv二二、对全息照相的理解、对全息照相

7、的理解“全息全息”的意思为的意思为“全部信息全部信息”，即相对于只记录物体的明暗变化的普，即相对于只记录物体的明暗变化的普通摄影来说，激光全息摄影还能记录物体的空间变化。通摄影来说，激光全息摄影还能记录物体的空间变化。 全息摄影全息摄影：记录被摄物体反射（透射）光波中全部信息：记录被摄物体反射（透射）光波中全部信息（振幅、相位）的摄影。（振幅、相位）的摄影。 二二、对全息照相的理解、对全息照相的理解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1.1.照片的拍摄：照片的拍摄：同同一激光束被分成两束，一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，参考光直接照到底片上，物光也到达底片。两者物光也

8、到达底片。两者干涉，在底片上形成复干涉，在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的杂的干涉条纹，各点的明暗程度反映了叠加的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情形。加强和减弱的情形。二、对全息照相的理解二、对全息照相的理解照明光照明光全息全息照片照片人眼人眼2.2.全息全息照片的观看照片的观看：用激光照射全息照片，用激光照射全息照片，在照片的另一侧观看在照片的另一侧观看原物体的立体的像。原物体的立体的像。英女王的英女王的全息照片全息照片 3.3.全息照相的特点全息照相的特点(1)(1)全息记录：能将物体各点发出的光波的振幅与相位同时记录下全息记录：能将物体各点发出的光波的振幅与相位同时记录下来来(2)(2

9、)全息再现：能使物体各点发出的光波的振幅与相位同时再现全息再现：能使物体各点发出的光波的振幅与相位同时再现4.4.全息照片与普通照片的区别全息照片与普通照片的区别全息照片有四个突出特点：全息照片有四个突出特点：(1)(1)三维立体图，与原物一模一样；三维立体图，与原物一模一样；(2)(2)改变角度可以看见被遮挡的部分；改变角度可以看见被遮挡的部分；(3)(3)一小部分可以还原全貌；一小部分可以还原全貌；(4)(4)一张底片上可存储多张图片一张底片上可存储多张图片二、对全息照相的理解二、对全息照相的理解例例3.激光激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特

10、性（特性（ ）A 亮度亮度高高B 方向性方向性好好C 相干性相干性好好D 抗抗电磁干扰能力强电磁干扰能力强C三、激光的应用三、激光的应用应用应用: :广告字牌、展板、广告字牌、展板、建筑模型、工艺品、等。建筑模型、工艺品、等。1.1.加工加工领域领域：（1 1）数控激光数控激光切割切割雕刻机雕刻机( (高亮度、高能量）高亮度、高能量）三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用焊接过程焊接过程：上上料、焊接、自动旋转边、下料全自动完成料、焊接、自动旋转边、下料全自动完成 （2 2）激光焊接机（高亮度、高能量）激光焊接机（高亮度、高能量）三、激光的应用三、激光的应用（3 3）激光打标

11、）激光打标机：采用机：采用受计算机控制的激光做加工手段，在机械受计算机控制的激光做加工手段，在机械零部件、电子元器件、仪器、工具等表面制作零部件、电子元器件、仪器、工具等表面制作 文字、图案等文字、图案等。它具有传统方法难以比拟的优点它具有传统方法难以比拟的优点 三、激光的应用三、激光的应用2.2.医疗领域医疗领域: : 激光激光在医疗领域中也有广泛的应用在医疗领域中也有广泛的应用（1 1）医疗诊断）医疗诊断激光治疗激光治疗包括：辐照、烧灼、汽化、光刀切割以及光针针灸等。包括：辐照、烧灼、汽化、光刀切割以及光针针灸等。三、激光的应用三、激光的应用激光激光洗、洗、纹纹身身激光洗眉激光洗眉激光美容

12、仪激光美容仪（2 2）激光）激光美容：美容：激光激光能量在很短的时间能量在很短的时间内内( (不不到到一亿分之一秒一亿分之一秒) )释释放放出来，形成出来，形成能量密度很高能量密度很高的脉冲，会形成局部的冲击波，将人体的脉冲，会形成局部的冲击波，将人体的某些组织击碎，从而实现美容的效果。医学上称为的某些组织击碎，从而实现美容的效果。医学上称为 选择性破坏选择性破坏 三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用3.3.军事领域：军事领域：（1 1）激光武器）激光武器 激光激光武器用于杀伤敌重武器装备时，需要较高的能量，通常称武器用于杀伤敌重武器装备时，需要较高的能量，通常称为高能激光

13、武器或称激光炮。目前美国已研制出机载和车载激光为高能激光武器或称激光炮。目前美国已研制出机载和车载激光炮。激光炮的威力强大，命中率极高。炮。激光炮的威力强大，命中率极高。反导激光武器反导激光武器激光制导激光制导 激光枪激光枪 死弹死弹-19枚枚（2 2）激光测距）激光测距三、激光的应用三、激光的应用（3 3）激光雷达）激光雷达三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用4.4.生活领域：生活领域：（1 1）激光条码器激光条码器三、激光的应用三、激光的应用（2 2）激光唱片：基于激光唱片：基于定向激光束扫描记录和扫描检测的原理，定向激光束扫描记录和扫描检测的原理，人们制成了商品化的视

14、频录相盘，即光盘，可将人们制成了商品化的视频录相盘，即光盘，可将1 1小时甚至几小小时甚至几小时的视频内容记录到盘上，然后借助激光检测设备，将光盘内容时的视频内容记录到盘上，然后借助激光检测设备，将光盘内容显示出来。显示出来。Laser（3 3）空间激光通信）空间激光通信三、激光的应用三、激光的应用（4 4）激光）激光光纤通信光纤通信50 m100 m皮皮心子（石英）心子（石英）光导纤维光导纤维光缆光缆光放大器光放大器光光缆缆郑州郑州传导原理：全反射传导原理：全反射三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用三、激光的应用5.5.科研领域科研领域激光控制核聚变激光控制核聚变例例4.如图所示，激光

15、液面控制仪的原理是：固如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光定的一束激光AO以入射角以入射角i照射到液面上，反照射到液面上，反射光射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右在屏上向右移动了移动了s的距离到的距离到B，由此可知液面，由此可知液面 (选填选填“升高升高”或或“降低降低”)了了_i ihss降低降低例例5.一一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每

16、道闪光称为每道闪光称为一个光脉冲一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.01011 s，波长为，波长为694.3 nm，发射功率为，发射功率为1.01010 W.(1)每列光脉冲的长度是多少？每列光脉冲的长度是多少？(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到吸收能量达到60 J以后，色斑便以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积是逐渐消失，一颗色斑的面积是50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失？冲才能逐渐消失？解析解析：(1)一个光脉冲长度一个光脉冲长度：lct3.0

17、1081.01011 m3.0103 m(2)一个光脉冲所携带的一个光脉冲所携带的能量：能量：EPt1.010101.01011 J0.1 J清除一颗色斑清除一颗色斑 的能量：的能量：E5060 J300 J需要需要光脉冲数光脉冲数为为：nE/E300(个个)课外阅读课外阅读激光的发展史激光的发展史 1958年，贝尔实验室的年，贝尔实验室的汤斯汤斯和肖洛发表了关于激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的研究员梅曼梅曼发明了世界上第一台红宝石激光

18、器。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-二氧二氧化碳激光器诞生化碳激光器诞生 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。 汤斯汤斯梅曼梅曼特点特点作用作用应用实例应用实例相干光相干光可进行调制、传递信息可进行调制、传递信息光纤通信光纤通信平行度平行度非常好非常好传播很远距离能保持一定强度，传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速可精确测距测速激光雷达激光雷达可会聚于很小的一点，记录信息可会聚于很小的一点，记录信息密度高密度高DVD、CD、VCD机，机，计算机光驱计算机光驱亮度高亮度高可在很小空间短时间内集中很大可在很小空间短时间内集中很大能量能量激光切割、焊接、打激光切割、焊接、打孔医疗手术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1 1. .课本课本作业作业2.2.活页练习活页练习