江苏桃州中学高中物理18激光导学案新人教版选修4

第十三章第十三章 光光 13．8激光 【教学目标】 1．知道激光和自然光的区别。 2．了解激光的特点和应用。 3．知道什么是全息照相及其原理。 重点： 激光的特点和应用 难点： 激光的特点和应用 【自主预习】 1、 激光的产生： 激光是原子受激辐射产生的光。 发光的、、均 相同，两列相同激光相遇可以发生。激光是人工产生的光。在现 代科技中用激光器产生激光。激光一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光。 1958 年，激光问世。 2、激光具有的特点以及应用： （1）相干性好：激光能像无线电波那样被，用来传递信息。光纤通信就是 激光 和相结合的产物。 （2）平行度非常好：与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍 能保持很大的强度，这个特点可以用来。就是应用这个原 理制成的。 由于平行度好，激光可汇聚到很小的一点，这一点应用在、、 上。 （3）激光的亮度非常高：可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果 把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度 的高温。所以可用激光束来、以及在很硬的材料上。医学上 还可以用“激光刀”做手术。 3．1958 年人类在实验室里激发出了一种自然界中没有的光，那就是________。 4．光的特点： (1)激光是一种人工产生的________光，具有高度的________； (2)它的________非常好； (3)亮度高。 5．照相技术所记录的只是光波的________信息，而全息照相技术还可以记录光波 的________信息。 6.摄全息照片的基本光路： 同一束激光被分为两部分， 一部分直接照射到________ 上(称为参考光)，另一部分通过________反射后再到达底片(称为________)。参考 光和________在底片上相遇时发生干涉，形成复杂的干涉条纹。 【典型例题】 一、激光的特点及其应用 【例 1】对于激光的认识，以下说法正确的是() A．普通光源发出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一种光 C．激光是一种人工产生的相干光 D．激光已经深入到我们生活的各个方面 【例 2】 ．在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特 点() A．亮度高 B．平行性好 C．单色性好 D．波动性好 二、全息照相 【例 3】拍摄全息照片时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性() A．亮度高 B．平行性好 C．单色性好 D．相干性好 【例 4】 ．下列说法中正确的是() A．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 B．全息照片的拍摄利用了光的衍射现象 C．激光的出现使全息技术得到了长足的发展 D．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术 三、激光的应用 【例 5】将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9 m)范围内，可修复人体已损坏的器 官，参考 DNA 分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻 底根除，这里应用了激光() A．平行性好的特性 B．单色性好的特性 C．亮度高的特性 D．粒子性好的特性 【课后练习】 1．下列说法正确的是() A．激光可用于测距 B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料 C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染 D．激光可用于全息照相，有独特的特点 2．下列关于应用激光的事例中错误的是() A．利用激光进行长距离精确测量 B．利用激光进行通信 C．利用激光进行室内照明 D．利用激光加工坚硬材料 3．一激光发光功率为 P，发出的激光在折射率为 n 的介质中波长为 λ，c 表示光 在真空中的速度，下列说法中正确的是() A．该光在真空中的波长为 nλ B．该光在真空中的波长为 λ/n C．该光的频率为 c/λ D．该光的频率为 c/nλ 4．下列说法中正确的是() A．强激光产生的高压引起原子的聚变 B．激光不能像无线电波那样用来传递信息 C．VCD、CD 机是用激光来读取信息的 D．医学上激光“光刀”用来切开皮肤，是利用激光的高能特性 5．下列说法正确的是() A．两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光 B．偏振光可以是横波，也可以是纵波 C．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 D．激光可以像刀子一样切除肿瘤 6．一束激光通过一棱镜，如图所示光路图中可能正确的是() 7． 用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光， 可用于进行近视眼的治疗。 用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好、无痛苦。关于这个治疗， 以下说法中正确的是() A．近视眼是物体在眼球中成像的视网膜的前面，使人不能看清物体 B．激光具有很好的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削 8．下列说法正确的是() A．如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些 B．激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制，用来传递信息 C．激光测距雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪 D．从本质上说激光是横波 9.列关于激光的描述正确的是 ( ) A．晚上手电筒发出的光束就是激光 B．激光可以发生干涉 C．激光可以发生衍射 D．激光是纵波 10．科技是跨世纪的新技术，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可以修复人体内已损 坏的器官，对 DNA 分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底 根除。以上应用是利用了激光的 ( ) A．单色性 B．方向性 C．高能量 D．平行性 11.激光束来切割各种物质，这是利用了激光的 ( ) A．相干性好 C.向性好 C．高能量 D．平行度高 12 电脑中的光驱通常激光来读、写信息，这是利用了激光的 ( ) A．相干性好 B．方向性好 C．高能量 D．平行度高 13 种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲， 若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波长为 694.3 nm，发射功率为 1.0×1010 W。 (1)每列光脉冲的长度是多少？ (2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每 1 cm2吸收能量达到 60 J 以后，色斑便逐 渐消失，一颗色斑的面积为 50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐 消失？ \ 题答案： 1. 【答案】C、D 【解析】激光是自然界中没有的一种光，它是人工产生的相干光，在现在的生活中 已得到广泛应用，故 C、D 选项正确。 2. 解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通 过双缝时能够得到两束相干光。 答案：C 3. 【答案】C、D 【解析】全息照相利用光的干涉原理，要求参考光和物光有很高的相干性，而激光 符合这个要求。 4. 解析： 由全息照相的原理可知 A 对， B 错； 立体电影的拍摄是利用了光的偏振， 故 D 错。 答案：A、C 5. 【答案】A、C 【解析】激