高中物理粵教版（2019）选择性必修第一册 4.7 激光 教案 表格式

一、教学内容分析
本节内容介绍激光，是一种由人工产生的特殊的光，并非自然产生的光，首先通过简单
演示展示激光与普通光的区别，引入一种新的光源激光并讲解激光的特性，分析激光与自然
光的区别，再根据激光的特性了解激光在生产、生活、社会等领域的应用。全息照相技术是
本节的难点，能分析全息照相和平面照相的区别，了解全息照相的原理，理解相位差是形成
立体图像的根本原因。
二、学情分析
学生之前已经学习了光的知识，包括光的频率、波长、光传播的速度等，本章前几节也
学习了有关光传播的现象：折射、全反射，以及光的干涉、衍射、偏振等有关知识，储备了
有关光的知识，对光的特点也有了一定的了解，在此基础上让学生认识和了解一种人工产生
的新的光源，也是一种特殊的光——激光，区别于前面所学的自然光，会激发学生的学习兴
趣，也能让学生体会科学的美妙所在。
三、教学目标
1、物理观念：知识激光的特性，了解激光与自然光的区别，通过激光的特性了解激光
的应用，了解全息照相技术。
2、科学思维：通过课外阅读、收集整理相关资料，认识激光的应用，培养学生收集信
息和加工处理信息的能力。思维方法是解决问题的灵魂，让学生亲自实践参与知识的发现过
程是培养学生能力的关键。
3、科学探究：通过实验观察激光与自然光的区别，分析激光的特性及应用，再通过学
生操作实验检验激光的特性，培养应用物理知识解决实际问题的能力。
4、科学态度与责任：通过学习激光在生产、生活、社会等领域的应用，使学生感受到
科学知识的力量，具有将科学服务于人类的意识。通过学生收集整理有关激光应用的资料，
引导学生关心国内外科技发展现状与趋势，培养学生振兴中华名族的使命感与责任感。
四、教学的重点和难点
1、重点：知识激光的特性及与自然光的区别，通过激光的特性了解激光的应用。
2、难点：理解全息照相技术的原理。
五、教学用具或媒体资源
1、多媒体课件
2、激光笔，小手电筒，气球
3、激光应用视频材料
六、教学策略设计
教学方法主要选择讲授法、讨论法、实验法、分析法、总结法
1、通过实验演示、讲授，分析激光与自然光的区别及激光的特性。
2、学生课前阅读、收集材料、课上讨论，认识激光的特性及了解激光在各领域的应用，
培养学生自主学习及加工处理信息的能力。
3、观看视频，了解全息照相技术的原理，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
第七节 激光
七、教学流程
八、教学过程
教学环节和教学内容
1、引入课题
教师活动
学生活动
设计意图
拿出两种发光 观察老师演 让学生直观
（1）提出问题：如果要对展示课件的某些 物体，激光笔 示实验，思 看到两种光
内容做特别的标注，会用发光体照在课件上 跟小手电筒， 考两种光的 的区别，为引
方，使光打在要重点标注的内容上。我们会 发光点大小基 区别，回答 入激光并与
用什么样的发光物体？
本相同，分别 老师问题。 自然光区别
（2）直观演示：让激光笔跟小手电筒分别 照射到课件
做铺垫。
照射到课件上，观察其效果。
（3）学生思考：用哪种发光物体来照射课
件，能更好地进行重点标注？
2、新课讲授
上。
讲解激光的产 思考
了解激光的
发展史
（1）激光的来源：从演示结果观察到，激 生，引导学生
光与普通的光有较大的区别，早在 1916 年 回顾自然光的
物理学家爱因斯坦就提出激光的概念，但直 特点。
到 1960 年，激光才被首次成功制造。20 世
纪以来人类对激光的研究进步很快，现在激
光已经深入到生活的各个方面，接下来分析
激光的特性。
（2）激光与自然光的区别：光是从物质原 分析激光的特 分析，了解 了解激光的
子中发射出来，普通光源发出的光，灯丝中 性及与自然光 激光是一种 产生及与自
的原子在什么时刻发光、向哪个方向偏振， 的区别。
完全是随机的，即使是单色光，发光的频率
也会有不同，因此两个独立的普通光源发出
的自然光叠加时，在空间某点一会儿相互加
强一会儿相互减弱，不能形成稳定的亮区和
暗区，即不会发生干涉，自然光是非相干光。
由人工产生 然光的不同
的光，分析
与自然光的
区别
而激光是一种通过人工的方法获得的一种
频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的相
干光。
（3）激光的特性：
①单色性好：由于激光的频率相同，因此
得到激光的第一个特性就是单色性好。激光 观看视频：激 观察用激光
的单色性好，自然界找不到频率“纯净”的 光通过光栅后 做为光源经
光，各种频率的光总是混杂在一起的。但由 的成像。
于激光器中光学谐振腔的干涉作用，只有那
些满足谐振腔共振条件的频率才能形成激
光输出，不满足共振条件的频率，都在谐振
腔内干涉相消了，因此激光的频率单一，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。
过光栅后的
成像，看到
明暗相间的
条纹，光源
发生干涉，
理解激光的
单色性及相 通过实验验
干 性 的 特 证激光的单
性。
色性及相干
性的特点。
②相干性好：激光的频率相同、相位差恒
定、偏振方向一致，因此得到激光的第二个
特性是相干性好。由于激光的相干性好，因
此容易发生干涉现象。如果用普通光源做双 实验：用激光 理解激光具
缝干涉实验时要在双缝前放一个单缝。而用 做光源完成双 有 单 色 性
激光做双缝干涉实验时，直接用激光照射双 缝干涉实验。 好、相干性
缝就可以得到明亮又清晰的干涉图样。
实验：用激光笔照射双缝或照射光栅，观察
到明显的亮暗条纹。
好的特性。
③平行度好：用激光跟用手电筒来照射课 演示实验：用
通过演示实
件，发光点大小基本相同，但是到达课件位 小手电筒跟激 观察，思考， 验，使学生更
置发光面积差异很大，可以得到激光的第三 光笔发出的光 理解激光平 直观地观察
个特性是平行度很好。由于激光的平行度很 射向白墙上， 行度好的特 到激光平行
好，因此在传播过程中扩散程度非常小，因 观察亮斑的大 性。
此到课件处还能保持发光面积基本不变，能 小。
很好的标注所要标明的重点。而普通光源平
行度不高，因此在传播过程中很容易向外发
散，则传播到课件处面积会扩散得很大，因
此无法很好地进行标注。激光束的发散角很
小，方向性很强，不容易发散，例如激光从
地球照射到月球上形成的光斑直径仅约
1Km。
度好的特性。
④亮度高：由于激光的平行度好，光源不容 演示实验：用 观察，分析， 通过演示实
易扩散，因此光线能保持很大的强度，得到 小手电筒跟激 理解激光亮 验和视频，使
激光的第四个特性是亮度高。即使在传播一 光笔发出的光 度高的特
段距离后，激光光束的能量在空间仍能高度 射向白墙上， 性。
学生更直观
地观察到激
光亮度高的
集中。
观察亮斑的大
实验：用手电筒和激光笔分别照射气球表 小。
观看，思考 特性。
面，观察实验结果，检验激光亮度高。用手 播放视频，激
电筒照射气球，再用激光笔照射气球，气球 光笔蕴含的能
容易破裂，说明激光产生的亮度非常高。激 量。
光 的 亮 度 比 普 通 光 源 的 亮 度 高 出
1012 1019 倍，是目前最亮的光源，强激
光甚至可以产生上亿度的高温。
3、应用拓展
（1）由于激光的单色性好、相干性好、平 教师讲解，播 课前查找资 通过学习激
行度好、亮度高等特点，它在现代生活和生 放图片、视频， 料，阅读， 光在生产、生
产中有广泛的应用，并形成了许多与激光相 让学生了解激 观看图片、 活、社会等领
关的产业。
光在生产、生 视频，了解 域的应用，使
（2）激光通信：光导纤维中用激光作为信 活、社会等领 激 光 的 应 学生感受到
息高速运输的载体，要使射到粗细均匀的圆 域的应用之
形光导纤维一个端面上的激光束都能从另 广、作用之大。
一端面射出，而不会从侧面泄露，必须使携
带信号的光都满足全反射条件，传输很长距
离后的光还具有足够的亮度。激光具有单色
性好、平行度好、亮度高等特点，只要选择
好光入射到光纤的角度，则所有携带信号的
光都满足全反射条件。
用。
科学知识的
力量，具有将
科学服务于
人类的意识。
通过学生收
集整理有关
激光应用的
资料，引导学
生关心国内
外科技发展
现状与趋势，
培养学生振
兴中华名族
的使命感与
责任感。
（3）激光测距仪：用激光测量距离的原理
是对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量
发生脉冲与收到回波的时间间隔，就可以求
出目标的距离，同时根据多普勒效应，还可
以测出目标的运动速度和运动方位，从而对
目标进行跟踪，激光雷达就是利用这个原理
制成的。这些都是利用了激光的平行度好的
特点。
（4）激光光盘：由于激光的平行度好，激
光可以汇聚到很小的点，让这一点照射到光
盘上，就可以读取光盘上的信息。由于汇聚
点很小，光盘记录信息的密度很高。
（5）激光加工：由于激光亮度高，可以在
很小的空间和很短的时间集中很大的能量，
如果把强大的激光束会聚起来照射到物体
上，可以使物体的被照部分在不到千分之一
秒的时间内产生几千万度的高温，因此在工
业上可以用激光切割、焊接材料。
（6）激光医学：由于激光亮度高，医学上
可以用激光焊接视网膜，做“光刀”切开皮
肤，切除肿瘤。“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。
（7）激光武器：利用激光聚集很高能量的
特点可以做成激光武器，以打穿坦克的铁
甲，击落飞来的导弹，而且真正做到指向哪
里就打到那里。激光武器是利用激光束来直
接攻击敌方目标的。其优点主要是：速度快，
射束直，射击精确度高；摧坚能力强；灵活、
无惯性，不产生后座力；抗电磁干扰能力强。
4、全息照相
（1）介绍全息照相：普通照相技术是照相 讲解全息照相 学生课前查 让学生了解
底片的乳剂被光照射后发生化学反应，反应 的原理，播放 找资料，自 全息照相技
的强弱由被摄景物的亮暗决定，即记录了光 全息照相的图 行阅读，了 术的原理、图
波的强弱信息,而全息照相技术既可以记录 片及视频。
光波的强弱信息，还可以记录光波的相位信
息，也就是光波的全部信息，这就是全息的
由来。
解全息照相 片的立体性
技术。 及优势，体验
课上观看、 现代科技的
思考、讨论， 神奇和科学
分析全息照 的美妙。
相与普通照
（2）全息照相的原理：
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。
相的区别，
优 势 及 应
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。
用。
③全息照相使用的光源是激光(相干光),利
用的是光的干涉原理,观看全息照片时可以
看到原物体的立体像。
（3）全息再现：如果要观察全息照片，直
接用肉眼是观察不到的。要用一束激光照射
全息照片就可以看到原物体的立体像。
我们来看看通过全息照相技术拍到的两张
照片，英国女王和艺术展品的全息照片。
（4）全息照相技术的优点：全息照片具有
立体感强、形象逼真、信息量大等特点，所
以全息摄影用途非常广泛。在我们的生活
中，常常能看到全息摄影技术应用的例子，
比如在一些信用卡和纸币上就。全息图象技
术制作出的“彩虹”全息图像，来实现防伪的
目的。一些珍贵的文物用全息摄影技术拍摄
下来，展出时可以真实地立体再现文物的全
貌，参观者欣赏时可以获得更加全面的文物
信息，而文物则可以妥善保存。
（5）激光的出现使全息技术得到了长足的
发展，现在已经有了白光观察全息照片的技
术。激光的全息照相技术推动了全息投影技
术，尤其是在产品展览、舞台效果中应用很
多，下面我们通过一段短片让了解一下全息
投影技术。 看完视频，引导学生现场感受
这种全息投影技术，展示简易全息投影仪。
九、板书设计
1、激光的特性：单色性好、相干性好、平行度好、亮度高
2、激光的应用
特性
单色性好、相干性好
平行度好
应用
激光通信、全息照相
激光光盘、测距仪
激光加工、医学、武器
亮度高
3、全息照相
十、本节练习
1.不适合。因为激光具有单色性好，是很好的单色光源，激光还有一个特点是平行度好，
激光的发散较小，是平行的光线，假如用激光作为室内光源，它只能照亮一小块地方，而且
照亮的物体的颜色变成是激光的颜色。所以激光不适合用于室内照明。
2.全息照相是利用光的干涉原理，拍摄全息照片时将同一束激光分为两部分,一部分光直
接照射到底片上，称为参考光，另一部分光由拍摄物体反射到底片上，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，它的像是同时记录光波的振幅和相位
的信息。在观看全息照片时，要用与参考光频率相同的激光照射全息照片，光经全息照片上
的条纹衍射，在照片的另一侧可观看与原物的形象完全一样、立体的虚像。海市蜃楼则是光
的折射现象，它的像是物体反射的光经大气层折射进入人的眼睛所成的虚像。
3.解：根据能量等于功率乘以时间，得到
E Pt 15 1012 35 10 15 J 0.525J
4.解：（1）光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需要的时间，所以一个光脉冲的长度
L c t 3.0 10
8
1.0 10 11 3.0 10 3
（2）一个光脉冲所具有的能量为： E P t 1.0 1010 1.0 10 11 0.1J
消除面积为 50mm 的色斑需要的光脉冲数是：
m
为
2
n E

50 10 6
60 300个
总
E 1 10 4 0.1