激光教案00.doc

(完整word)激光教案(完整word)激光教案(完整word)激光教案激光教案激光技术是二十世纪六十年代初发展起来的一门新技术.它的出现不仅是光学焕发出新的活力,而且，对于整个科技领域来说，也起到了重大的推动作用。本节课，我们就来学习有关激光的基本知识.§13－3激光像所有的高新技术一样,激光一问世就首先被应用于军事领域。下面，通过一段录像来了解一下激光在军事上的应用.激光除了在军事上的应用十分广泛，其实，激光在工业、农业、医疗以及我们的日常生活中都有许多的应用。为什么激光会有如此广泛的应用呢？这是由于激光自身的特性所决定的。激光的特性激光的特性主要表现为四个方面：首先，激光的方向性好，（一）方向性好所谓方向性是指光束在传播过程中的发散程度。光束的发散角越小，他的方向性就越好，对于普通光源，比如常见的日光灯，白炽灯，它们的方向性就不好,向四周漫射，可以照亮房间的各个角落.而激光就不一样，它只朝一个方向发射，并且发散角很小，几乎就是一束平行的光，所以方向性好，可以照射远处的物体。我们从地球上发射激光束，可以照亮月球表面，由于发散角小，形成的光斑就小，普通光源做不到这一点……。即使有功率极强的探照灯，能达到月球上，形成的光斑将覆盖整个月球表面。由此可见，激光的方向性要比普通光源好得多.因为激光的发散角小,到达接收端的光斑就小,光斑以外接收不到任何的信号，所以激光保密性好,抗干扰的能力很强,可广泛应用于远程通信，尤其是卫星通信.激光的第二个特性就是亮度高(二)亮度高前面讲方向性时说了，激光发散角很小，因为发散角小,激光的能量就是高度集中,所以亮度很高,激光的亮度能达到太阳光亮度的几百亿倍，我们都知道,用透镜把阳光聚焦,可点燃火柴和纸片，如果把这种高能量的激光用透镜聚焦，可想而知，产生的威力会非常的大.在直径百分之几毫米的范围内,可产生几百万高温……压强……电场。在这种情况下，任何物质都会化为灰烬。因而常利用激光对金属进行切割,也可以用它在金属上打孔或对金属进行焊接等等这样的精密加工。在军事上，利用激光可以制成激光枪、激光炮等激光武器。激光的第三个特性就是单色性好。（三）单色性好前面已经学过，光是一种电磁波，对于常见的自然光，既白光来说，它是由红橙黄绿青蓝紫多种颜色组成，每一种颜色的光都对应一定范围的波长，而激光只有一种颜色，且对应的波长范围非常小。我们可以把激光同普通光源中单色性最好的氪灯来进行一下比较,氪灯的波长范围，而普通的He-Ne激光器产生的激光的波长范围，一个是10—4，一个是10—9，从这里可以看出，激光的波长范围只有氪灯的二十万分之一，可见激光的单色性要远优于普通光源。因为激光的波长范围小，利用激光作为测量工具进行精密测量时，测量精度很高，例如,用激光测量地球到月球的距离,误差只有5厘米。可见，测量精度之高.除了以上三个特性之外,激光还具有相干性好的特性(四）相干性好什么是相干性呢?请看投影：点光源S1、S2发出的光束。相干性是指两束同频率、同方向、同相位的光在相遇时，会在光屏上形成明暗相间的干涉条纹。因为激光的单色性很好，满足相干光束的一切条件，所以它的相干性也相当的好。因为相干性好，形成的干涉图样身份清晰，常利用激光进行全息照相。全息照相就是把所拍摄的物体反射出来的不同方向的光形成的干涉图样叠加在一起，在一张底片上曝光，因记录下物体所有的信息，所以得到的是一个立体的像，不像普通照相，只能得到平面的像。上面介绍了激光的四大特性，正是由于激光具有这么多的优点，所以才决定它一问世就被广泛的应用于各个领域.那激光究竟是如何形成的呢？二、激光的形成激光实际上是一种生成光，是我们人为制造出来的,在自然界中并不存在，谈到激光的形成，就要从前面学过的原子能级跃迁说起.这就是物质的原子能级图，原子能级图真实的反映了原子能级的高低，能级越高.能量就越高，能级月底，能量就越低。如果高能级的原子向低能级跃迁，就必须释放能量，如果低能级原子向高能级跃迁，就必须吸收能量。在自然状态下，原子总是处于低能级状态，因为能级越低，能量越低，原子就越稳定，所以原子总是尽量处于低能级的稳定状态。但是，当有外来光子照射到低能级原子时，原子就可能吸收光子，能量跃迁到高能级去,这就是原子的受激吸收。（一)受激吸收吸收光子E1E2解释：它是低能级原子吸收光子跃迁到高能级的过程。原子吸收光子能量跃迁到高能级,但是处于高能级的原子并不稳定，就好像放在台阶边缘的小球随时可能滚到台阶下面一样不稳定，它随时都可能自发的返回到低能级，在返回的过程中释放出一个能量为E2－E1的光子，我们把这种高能级原子自发的返回低能级，同时释放出光子的过程成为自发辐射。(二）自发辐射自发释放E2E1光子它是高能级原子自发的跃迁到低能级,并释放光子的过程，释放光子其实就是把能量辐射出去，所以