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1、2013优化方案物理：13.8 激光 课件（人教版选修3-4）第八节激光第八节激光课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第第八八节节激激光光课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知道激光和自然光的区知道激光和自然光的区别别2了解激光的特点和了解激光的特点和应应用用重点重点难难点：激光的特点和点：激光的特点和应应用用课前自主学案课前自主学案一、激光的特点及其一、激光的特点及其应应用用1特点特点(1)相干性：只有相干性：只有_相同、相同、_恒定、恒定、_方向一致的光才是相干光激光是一方向一致的光才是相干光激光是一种人工种人
2、工产产生的相干光，具有高度的相干性生的相干光，具有高度的相干性(2)平平行行度度好好：在在传传播播很很远远的的距距离离后后仍仍保保持持一一定定的的强强度；可以会聚到很小的一点度；可以会聚到很小的一点(3)高亮度：它可以在高亮度：它可以在_和和_内聚集大到内聚集大到难难以想象的能量以想象的能量频频率率相位差相位差偏振偏振很小空很小空间间很短很短时间时间2应应用用激光的激光的应应用：用：应应用它的用它的_，激光能像，激光能像无无线电线电波那波那样进样进行行调调制，用来制，用来传递传递信息信息应应用用_，精密，精密测测距、距、计计算机中的光算机中的光储储存技存技术术应应用用_，工，工业业上的切割和上
3、的切割和焊焊接；医学上的切割和接；医学上的切割和“焊焊接接”相干性相干性平行度好平行度好高亮度高亮度二、全息照相二、全息照相1原理：将一束激光通原理：将一束激光通过过分光分光镜镜分成两束，一分成两束，一束光直接照射到感光底片上束光直接照射到感光底片上(称称为为_)，另一部分通另一部分通过过拍射物反射后再到达底片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物光和参考光在底片相遇时时会会发发生干生干涉，形成复涉，形成复杂杂的的_，底片上某点的明，底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达暗程度反映了两束光叠加后到达这这点点时时光波的光波的强强弱也就是弱也就是说记录说记录了物光的全部信
4、息和两束光的了物光的全部信息和两束光的干涉条干涉条纹纹2观观察全息照片察全息照片时时要用要用_照射照片，从另照射照片，从另一一侧侧面面观观察察参考光参考光物光物光干涉条干涉条纹纹激光激光核心要点突破核心要点突破一、激光具有的特点一、激光具有的特点1相干性好所相干性好所谓谓相干性好，是指容易相干性好，是指容易产产生干生干涉涉现现象普通光源象普通光源发发出的光出的光(即使是所即使是所谓谓的的单单色色光光)频频率是不一率是不一样样的，而激光器的，而激光器发发出的激光的出的激光的频频率几乎是率几乎是单单一的，并且一的，并且满满足其他的相干条件足其他的相干条件所以，所以，现现在我在我们们做双做双缝缝干涉
5、干涉实验时实验时，无需在双，无需在双缝缝前放一个前放一个单缝单缝，而是用激光直接照射双，而是用激光直接照射双缝缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条就能得到既明亮又清晰的干涉条纹纹利用相干光易于利用相干光易于调调制的特点，制的特点，传输传输信息，所能信息，所能传传递递的信息密度极高，一条的信息密度极高，一条细细细细的激光束通的激光束通过过光光缆缆可以同可以同时传时传送一百送一百亿亿路路电话电话和一千万套和一千万套电视电视，全，全国人民同国人民同时时通通话还话还用不完它的通用不完它的通讯讯容量，而光容量，而光纤纤通信就必通信就必须须借助激光技借助激光技术术才能才能发发展展2平行度非常好与普通光相比，平
6、行度非常好与普通光相比，传传播相同距播相同距离的激光束的离的激光束的扩扩散程度小，光散程度小，光线线仍能保持很大的仍能保持很大的强强度，保持它的高能量，利用度，保持它的高能量，利用这这一点可以精确一点可以精确测测距距现现在利用激光在利用激光测测量地月距离精确度已达到量地月距离精确度已达到1 m.3亮度非常高它可以在很小的空亮度非常高它可以在很小的空间间和很短和很短的的时间时间内集中很大的能量如果把内集中很大的能量如果把强强大的激光大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的的时间时间内内产产生几千万度的高温不能直接照射生几千万度的高温不能直接照射眼
7、睛，否眼睛，否则则会会伤伤害眼睛害眼睛4单单色性很好激光的色性很好激光的频频率范率范围围极窄，极窄，颜颜色色几乎是完全一致的几乎是完全一致的即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1在在演演示示双双缝缝干干涉涉的的实实验验时时，常常用用激激光光作作光光源，源，这这主要是主要是应应用激光的什么特性用激光的什么特性()A亮度高亮度高B平行性好平行性好C单单色性好色性好 D波波动动性好性好解析：解析：选选C.频频率相同的两束光相遇才能率相同的两束光相遇才能发发生干生干涉，激光的涉，激光的单单色性好，色性好，频频率率单单一，通一，通过过双双缝时缝时能能够够得到两束相干光得到两束相干光二
8、、激光的二、激光的应应用用1光光纤纤通信通信激光可以像无激光可以像无线电线电波那波那样进样进行行调调制，可用来制，可用来传传递递信息，而它的信息，而它的频频率比无率比无线电线电波高很多，它所波高很多，它所能携能携带带的信息量比无的信息量比无线电线电波大，是一种很好的波大，是一种很好的通信通信载载体体3激光写、激光写、读读由于激光的平行度好，激光可以会聚到一个很小由于激光的平行度好，激光可以会聚到一个很小的点上，利用激光可以在光的点上，利用激光可以在光盘盘上刻上刻录录密度很高的密度很高的信息，也可以利用激光从信息，也可以利用激光从VCD机、机、CD唱机或唱机或计计算算机的光机的光盘盘上上读读出出
9、记录记录的信息，的信息，经过处经过处理后理后还还原成原成声音或声音或图图像像4激光加工激光加工将激光器将激光器发发出的激光出的激光经经光学系光学系统统聚焦后，在待加聚焦后，在待加工的工件上形成密度很高、能量很大、直径很小工的工件上形成密度很高、能量很大、直径很小的光斑，使受照部位迅速熔化或汽化，以完成特的光斑，使受照部位迅速熔化或汽化，以完成特定要求的加工，包括切割、定要求的加工，包括切割、焊焊接、打孔、划片、接、打孔、划片、整形、整形、热处热处理和表面理和表面处处理等理等5激光手激光手术术(亦称光刀手亦称光刀手术术)利用激光器利用激光器发发射的激光作射的激光作为为手手术术刀刀进进行切割、行切
10、割、汽化等外科手汽化等外科手术术6激光保激光保鲜鲜激光激光辐辐射保射保鲜储鲜储藏技藏技术术，也就是以高能射，也就是以高能射线线与与物物质质作用作用产产生物理效生物理效应应和生物效和生物效应应的理的理论论和技和技术为术为基基础础，使用，使用射射线线、X射射线线和和电电子射子射线对线对食食品品进进行照射，从而达到行照射，从而达到杀杀虫、虫、灭灭菌、提高食品菌、提高食品卫卫生生质质量、保持或改善食品的量、保持或改善食品的营营养品养品质质和原有和原有风风味，以及延味，以及延长长食品食品储储藏期和藏期和销销售期的目的售期的目的7激光武器激光武器利用大能量激光器利用大能量激光器发发射的激光束来攻射的激光束
11、来攻击敌击敌方，方，使被照射使被照射处处形成能量、密度很高的光斑，被照形成能量、密度很高的光斑，被照射物体表面迅速熔化或汽化激光武器具有很射物体表面迅速熔化或汽化激光武器具有很强强的攻的攻击击力，常被称作力，常被称作“死光死光”，激光以，激光以3108 m/s的高速出的高速出击击，只要，只要对对准目准目标标，即可命中，即可命中即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2下列下列说说法正确的是法正确的是()A激光可用于激光可用于测测距距B激激光光能能量量十十分分集集中中，只只可可用用于于加加工工金金属属材材料料C外外科科研研制制的的“激激光光刀刀”可可以以有有效效地地减减少少细细菌
12、菌的感染的感染D激光可用于全息照相，有独特的特点激光可用于全息照相，有独特的特点解析：解析：选选ACD.激光平行度好，即使在激光平行度好，即使在传传播了很播了很远远的距离之后，它仍保持一定的的距离之后，它仍保持一定的强强度，此特点可用度，此特点可用于激光于激光测测距，距，A正确；激光的亮度高，能量十分正确；激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工、激光医集中，可用于金属加工、激光医疗疗、激光美容、激光美容、激光武器等，激光武器等，B错误错误；由于激光亮度高，能量大，；由于激光亮度高，能量大，在切割皮肤等的同在切割皮肤等的同时时，也能，也能杀灭细杀灭细菌，所以菌，所以C正正确；激光具有很高的相
13、干性，可用于全息照相，确；激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它由于它记录记录了光的相位信息，所以看起来跟真的了光的相位信息，所以看起来跟真的一一样样，立体感，立体感较较强强，D正确正确课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一激光的特点和应用激光的特点和应用关于激光的关于激光的应应用用问题问题，下列，下列说说法中正确的是法中正确的是()A光光纤纤通通信信是是应应用用激激光光平平行行度度非非常常好好的的特特点点对对信信号号进进行行调调制，使其在光制，使其在光导纤维导纤维中中传递传递信息的信息的B计计算算机机内内的的“磁磁头头”读读出出光光盘盘上上记记录录的的信信息息是是应应用了激光有相干性的特
14、点用了激光有相干性的特点C医医学学中中用用激激光光作作“光光刀刀”来来切切除除肿肿瘤瘤是是应应用用了了激激光亮度高的特点光亮度高的特点D“激光激光测测距雷达距雷达”利用激光利用激光测测量很量很远远目目标标的距离的距离是是应应用了激光亮度高的特点用了激光亮度高的特点例例例例1 1【精精讲讲精精析析】由由激激光光的的特特点点及及应应用用可可知知光光纤纤通通信信主主要要利利用用激激光光的的相相干干性性，A错错误误计计算算机机内内的的“磁磁头头”读读出出光光盘盘上上的的信信息息主主要要应应用用了了激激光光的的平平行行性性好好，选选项项B错错误误医医疗疗中中的的激激光光“光光刀刀”利利用用了了激激光光的
15、的高高亮亮度度的的特特点点，C正正确确激激光光测测距利用的是激光的平行性，距利用的是激光的平行性，D错误错误【答案答案】C变变式式训练训练1关于激光，下列关于激光，下列说说法正确的是法正确的是()A激光是用人工方法激激光是用人工方法激发发出的一种特殊的光出的一种特殊的光B自然界中某些天然物体也可以自然界中某些天然物体也可以发发出激光出激光C激光可以像刀子一激光可以像刀子一样样切除切除肿肿瘤瘤D由由于于激激光光的的方方向向性性好好，所所以以激激光光不不能能发发生生衍衍射射现现象象答案：答案：AC例例例例2 2应应用激光平行度好的特性，可以精确地用激光平行度好的特性，可以精确地测测量距离，量距离，
16、对对准目准目标发标发射一个极短的激光脉冲，射一个极短的激光脉冲，测测量量发发射脉冲与收到的反射脉冲的射脉冲与收到的反射脉冲的时间间时间间隔，隔，就可求出激光器到目就可求出激光器到目标标的距离若在地球上向的距离若在地球上向月球月球发发射一个激光脉冲，射一个激光脉冲，测测得从得从发发射到收到反射到收到反射脉冲所用的射脉冲所用的时间为时间为2.56 s，则则月球到地球的距月球到地球的距离大离大约约是多少？是多少？类型二类型二激光测距激光测距【答案答案】3.84105 km【题题后反思后反思】这这种种题题型关型关键键是明白光的是明白光的传传播播过过程，光在真空中沿直程，光在真空中沿直线传线传播，播，传
17、传播速度播速度为为3108 m/s，同，同时还时还要注意所要注意所给时间为给时间为往返所用往返所用时间时间变变式式训训练练2如如图图1381所所示示，激激光光液液面面控控制制仪仪的的原原理理是是：固固定定的的一一束束激激光光AO以以入入射射角角i照照射射到到液液面面上上，反反射射光光OB射射到到水水平平的的光光屏屏上上，屏屏上上用用光光电电管管将将光光讯讯号号转转变变成成电电讯讯号号，电电讯讯号号输输入入控控制制系系统统用用以以控控制制液液面面高高度度，如如果果发发现现点点B在在屏屏上上向向 右右 移移 动动 了了 s的的 距距 离离 到到 B，由由 此此 可可 知知 液液 面面_(选选填填“升高升高”或或“降低降低”)了了_图图1381