第十三章 光 8 激光：21张PPT
文档属性
| 名称 | 第十三章 光 8 激光：21张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-12 22:22:10 | ||
图片预览
文档简介
(共21张PPT)
8
高二物理选修3-4
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，要向低能态跃迁。在向低能态跃迁的过程中，会发出光。
普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯）的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干光。
光是从物质的原子中发射出来的。
☆．物体发光的微观机理
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，在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光，把这种光叫激光。
世界上第一台红宝石激光器
1960年，美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验。实验装置里有一根人造红宝石棒。突然，一束深红色的亮光从装置中射出，它的亮度是太阳表面的4倍！这是一种完全新型的光，科学家渴望多年而自然界中并不存在的光，它被命名为Laser。英文全称为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation中文也常音译为“镭射”。
一．激光的产生
二、激光的特点及其应用
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
可在很小空间短时间内集中很大能量
传播很远距离能保持一定强度
产生高压引起核聚变
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型目标的武器
激光雷达（laser radar）是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。
激光雷达的优点
与普通微波雷达相比,激光雷达由于使用的是激光束,工作频率较微波高了许多,因此带来了很多优点,主要有：
（1）分辨率高 （2）隐蔽性好、抗有源干扰能力强
（3）低空探测性能好 （4）体积小、质量轻
激光雷达的缺点
首先，工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。而在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里，衰减急剧加大，传播距离大受影响。
其次，由于激光雷达的波束极窄,在空间搜索目标非常困难，直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率,只能在较小的范围内搜索、捕获目标，因而激光雷达较少单独直接应用于战场进行目标探测和搜索。
激光是100%单色光，激光电视红、绿、蓝三色光分别调制，彩色效果非常理想。
激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作，因此在清理光驱内部的时候要格外小心。
激光头主要包括：激光发生器（又称激光二极管），半反光棱镜，物镜，透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时，从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜，汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时，光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去，透过物镜，再照射到半反射棱镜上。
此时，由于棱镜是半反射结构，因此不会让光束完全穿透它并回到激光发生器上，而是经过反射，穿过透镜，到达了光电二极管上面。由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据，所以反射回来的光线就会射向不同的方向。人们将射向不同方向的信号定义为“0”或者“1”，发光二极管接受到的是那些以“0”，“1”排列的数据，并最终将它们解析成为我们所需要的数据。?
激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。
激光美容
激光除皱
激光除痣
激光治近视
激光除疤
相干性：激光是一种人工产生的相干光.（相干光的条件：频率相同，相位差恒定，偏振方向一致。）
相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
没有光纤和激光器发明就不会有现在的如此发达的互联网。
“全息”的意思为“全部信息”，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。
被拍摄的物体：小鸡
拍摄得到的全息图
全息摄影：记录被摄物体反射（透射）光波中全部信息（振幅、相位）的摄影。
拍摄全息照片的基本光路
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。两者干涉，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。
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的立体的像。
全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。
激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹，含有被摄物体反射的光的所有信息，实现了照片的立体性。若照相时，被摄物体被挡住一部分，通过调整视线仍可看见被挡部分；照片被切开成两半，从一半上仍可看到物体的全像，照片仅像一个观察物体的窗口。
☆．激光的特点及其应用
特点 作用 应用实例
相干光 可进行调制、传递信息 光纤通信、激光全息照片
平行度非常好 传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速 激光雷达、激光测速、激光电视、激光笔
可会聚于很小的一点，记录信息密度高 DVD、CD、VCD机，计算机光驱
亮度高 可在很小空间短时间内集中很大能量 激光切割、焊接、打孔、医疗手术、激光秀
产生高压引起核聚变 人工控制聚变反应
8
高二物理选修3-4
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，要向低能态跃迁。在向低能态跃迁的过程中，会发出光。
普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯）的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干光。
光是从物质的原子中发射出来的。
☆．物体发光的微观机理
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，在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光，把这种光叫激光。
世界上第一台红宝石激光器
1960年，美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验。实验装置里有一根人造红宝石棒。突然，一束深红色的亮光从装置中射出，它的亮度是太阳表面的4倍！这是一种完全新型的光，科学家渴望多年而自然界中并不存在的光，它被命名为Laser。英文全称为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation中文也常音译为“镭射”。
一．激光的产生
二、激光的特点及其应用
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
可在很小空间短时间内集中很大能量
传播很远距离能保持一定强度
产生高压引起核聚变
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型目标的武器
激光雷达（laser radar）是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。
激光雷达的优点
与普通微波雷达相比,激光雷达由于使用的是激光束,工作频率较微波高了许多,因此带来了很多优点,主要有：
（1）分辨率高 （2）隐蔽性好、抗有源干扰能力强
（3）低空探测性能好 （4）体积小、质量轻
激光雷达的缺点
首先，工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。而在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里，衰减急剧加大，传播距离大受影响。
其次，由于激光雷达的波束极窄,在空间搜索目标非常困难，直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率,只能在较小的范围内搜索、捕获目标，因而激光雷达较少单独直接应用于战场进行目标探测和搜索。
激光是100%单色光，激光电视红、绿、蓝三色光分别调制，彩色效果非常理想。
激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作，因此在清理光驱内部的时候要格外小心。
激光头主要包括：激光发生器（又称激光二极管），半反光棱镜，物镜，透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时，从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜，汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时，光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去，透过物镜，再照射到半反射棱镜上。
此时，由于棱镜是半反射结构，因此不会让光束完全穿透它并回到激光发生器上，而是经过反射，穿过透镜，到达了光电二极管上面。由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据，所以反射回来的光线就会射向不同的方向。人们将射向不同方向的信号定义为“0”或者“1”，发光二极管接受到的是那些以“0”，“1”排列的数据，并最终将它们解析成为我们所需要的数据。?
激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。
激光美容
激光除皱
激光除痣
激光治近视
激光除疤
相干性：激光是一种人工产生的相干光.（相干光的条件：频率相同，相位差恒定，偏振方向一致。）
相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
没有光纤和激光器发明就不会有现在的如此发达的互联网。
“全息”的意思为“全部信息”，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。
被拍摄的物体：小鸡
拍摄得到的全息图
全息摄影：记录被摄物体反射（透射）光波中全部信息（振幅、相位）的摄影。
拍摄全息照片的基本光路
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。两者干涉，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。
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的立体的像。
全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。
激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹，含有被摄物体反射的光的所有信息，实现了照片的立体性。若照相时，被摄物体被挡住一部分，通过调整视线仍可看见被挡部分；照片被切开成两半，从一半上仍可看到物体的全像，照片仅像一个观察物体的窗口。
☆．激光的特点及其应用
特点 作用 应用实例
相干光 可进行调制、传递信息 光纤通信、激光全息照片
平行度非常好 传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速 激光雷达、激光测速、激光电视、激光笔
可会聚于很小的一点，记录信息密度高 DVD、CD、VCD机，计算机光驱
亮度高 可在很小空间短时间内集中很大能量 激光切割、焊接、打孔、医疗手术、激光秀
产生高压引起核聚变 人工控制聚变反应