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粤教版 (2019)选择性必修 第一册第七节 激光课堂教学ppt课件
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这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第七节 激光课堂教学ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了激光的产生，绚丽多彩的激光舞台，图片来源于网络，普通光源，激光的特性，单色性好，相干性好，激光产生衍射图样，激光产生干涉图样，激光传递信息等内容，欢迎下载使用。
1960年，第一台红宝石激光器诞生
激光的原理早在1916年被爱因斯坦提出，但直到1960年，激光才被首次成功制造。
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，要向低能量状态跃迁。在向低能量状态跃迁的过程中，会发出光子。
普通光源，例如白炽灯、日光灯、高压水银灯的发光过程为自发辐射。
普通光源产生的光是非相干光。
由人工的方法获得的频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的相干光。
产生原理：受激辐射发出的光。
工作物质——发光材料。 激励源——提供能量。 原子从稳定的低能量状态激发到不稳定的较高能量状态。处于不稳定的较高能量状态的原子在返回低能量稳定态时，就会放出光子。
普通光源发射的光，通常包含各种不同频率的光，因而包含有各种颜色。 激光发射的光谱宽度很窄，因此激光是单色性产生很好的光源。
产生的激光频率相同，光的颜色是由频率决定的，因此激光的第一个特性就是单色性好。
激光中所有光子的频率相同，振动情况也完全相同，因此激光的第二个特性是相干性好。
激光束的发散角度很小，方向性很强，因此激光的第三个特征是平行度好，激光光束的能量在空间高度集中，不容易发散。
从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径约1km的光斑，同时仍能保持很大的强度。
激光的平行度好，光源不容易扩散，光线能保持很大的强度。即使在传播一段距离后，激光光束的能量在空间仍能高度集中。
激光具有单色性好、相干性好、平行度好和亮度高的特点。在生产和生活中具有广泛的应用。
光导纤维简称光纤，它能把光信号从一端远距离传输到光纤的另一端，其原理是利用了光的全反射。
载有声音、图像等信号的激光从光纤的一端输入，可以沿着光纤传到千里以外的另一端，实现光纤通信。
对准目标发出一个极短时间的激光脉冲，测出激光从发射脉冲到接收回波的时间，即可算出被测目标的距离。
激光的亮度高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，还能应用在医学和美容等方面。
利用激光能量高度集中的特点可以做成激光武器，激光武器利用激光束来直接攻击敌方目标。其优点主要是：速度快、射束直、射击精确度高、摧坚能力强。
普通照相的照片看到的图像只能是二维的，而全息照相的照片可以看到三维的图像。 为什么全息照相能拍摄三维的照片呢？
（一）普通照相 普通照相感光胶片只能记录物体上各个点发出的光的强度，由于只记录了光波的振幅，因此不能反映物体不同点的远近的差别，而只能反映各个部分的明暗情况，所以把立体的物体变成了平面的图像。
（二）全息照相 “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。 全息照相利用了激光的相干性好、平行度好和亮度高的特点。
全息照相如何记录全部信息并使之再现？
1.全息记录 照相的光源是激光束，把激光束分成两束：直接照射到底片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照相底片，称为物光。 参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉，底片上记录两束光叠加后明暗相间的干涉图像。
2.全息再现 若用肉眼去看全息照片，那么只能看到一些干涉的条纹。 要用与参考光频率相同的激光照射全息照片，这束光叫做再现光。用再现光照射全息照片，人眼透过照片就可以在另一侧看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
（四）全息照相特点：立体感强、形象逼真、信息量大。
从不同的角度看，可以看到不同的侧面。如果取全息照片的一个碎片，仍然能够再现出原物体的全部形象，照片仅像一个观察物体的窗口。
例题1.关于激光的应用问题，下列说法中正确的是（ ）A．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象B．激光切割金属利用了激光相干性好的特点C．医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是利用激光亮度低的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光平行度好的特点
例题2.简述全息照相的过程。（1）全息记录。 采用激光作为照明光源，将光源发出的光分为两束，一束光直接射向感光片，另一束光经被摄物反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉。（2）全息再现。 人眼直接去看这种感光的底片，只能看到一些干涉的条纹，必须用相同频率的激光去照射感光底片，人眼透过底片就能看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
例题3.应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与接收到反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离。若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射脉冲到接收到反射脉冲所用的时间为2.56秒，则月球到地球的距离大约是多少？
1960年，第一台红宝石激光器诞生
激光的原理早在1916年被爱因斯坦提出，但直到1960年，激光才被首次成功制造。
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，要向低能量状态跃迁。在向低能量状态跃迁的过程中，会发出光子。
普通光源，例如白炽灯、日光灯、高压水银灯的发光过程为自发辐射。
普通光源产生的光是非相干光。
由人工的方法获得的频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的相干光。
产生原理：受激辐射发出的光。
工作物质——发光材料。 激励源——提供能量。 原子从稳定的低能量状态激发到不稳定的较高能量状态。处于不稳定的较高能量状态的原子在返回低能量稳定态时，就会放出光子。
普通光源发射的光，通常包含各种不同频率的光，因而包含有各种颜色。 激光发射的光谱宽度很窄，因此激光是单色性产生很好的光源。
产生的激光频率相同，光的颜色是由频率决定的，因此激光的第一个特性就是单色性好。
激光中所有光子的频率相同，振动情况也完全相同，因此激光的第二个特性是相干性好。
激光束的发散角度很小，方向性很强，因此激光的第三个特征是平行度好，激光光束的能量在空间高度集中，不容易发散。
从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径约1km的光斑，同时仍能保持很大的强度。
激光的平行度好，光源不容易扩散，光线能保持很大的强度。即使在传播一段距离后，激光光束的能量在空间仍能高度集中。
激光具有单色性好、相干性好、平行度好和亮度高的特点。在生产和生活中具有广泛的应用。
光导纤维简称光纤，它能把光信号从一端远距离传输到光纤的另一端，其原理是利用了光的全反射。
载有声音、图像等信号的激光从光纤的一端输入，可以沿着光纤传到千里以外的另一端，实现光纤通信。
对准目标发出一个极短时间的激光脉冲，测出激光从发射脉冲到接收回波的时间，即可算出被测目标的距离。
激光的亮度高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，还能应用在医学和美容等方面。
利用激光能量高度集中的特点可以做成激光武器，激光武器利用激光束来直接攻击敌方目标。其优点主要是：速度快、射束直、射击精确度高、摧坚能力强。
普通照相的照片看到的图像只能是二维的，而全息照相的照片可以看到三维的图像。 为什么全息照相能拍摄三维的照片呢？
（一）普通照相 普通照相感光胶片只能记录物体上各个点发出的光的强度，由于只记录了光波的振幅，因此不能反映物体不同点的远近的差别，而只能反映各个部分的明暗情况，所以把立体的物体变成了平面的图像。
（二）全息照相 “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。 全息照相利用了激光的相干性好、平行度好和亮度高的特点。
全息照相如何记录全部信息并使之再现？
1.全息记录 照相的光源是激光束，把激光束分成两束：直接照射到底片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照相底片，称为物光。 参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉，底片上记录两束光叠加后明暗相间的干涉图像。
2.全息再现 若用肉眼去看全息照片，那么只能看到一些干涉的条纹。 要用与参考光频率相同的激光照射全息照片，这束光叫做再现光。用再现光照射全息照片，人眼透过照片就可以在另一侧看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
（四）全息照相特点：立体感强、形象逼真、信息量大。
从不同的角度看，可以看到不同的侧面。如果取全息照片的一个碎片，仍然能够再现出原物体的全部形象，照片仅像一个观察物体的窗口。
例题1.关于激光的应用问题，下列说法中正确的是（ ）A．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象B．激光切割金属利用了激光相干性好的特点C．医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是利用激光亮度低的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光平行度好的特点
例题2.简述全息照相的过程。（1）全息记录。 采用激光作为照明光源，将光源发出的光分为两束，一束光直接射向感光片，另一束光经被摄物反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉。（2）全息再现。 人眼直接去看这种感光的底片，只能看到一些干涉的条纹，必须用相同频率的激光去照射感光底片，人眼透过底片就能看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
例题3.应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与接收到反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离。若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射脉冲到接收到反射脉冲所用的时间为2.56秒，则月球到地球的距离大约是多少？
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