1、第十三章 光138 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
2、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。31958 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
3、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 选修 3-4B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
4、 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(109 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
5、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 ，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 nB该光在真空中的波长为 /nC该光的频率为 c/D该光的频率为 c/n4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CVCD、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
6、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
7、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
8、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 1.01011 s，波长为 694.3 nm，发射功率为 1.01010 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
9、. 【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：C3. 【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、C5. 【答案】A、C【解析】激光亮度高，可以在很小的空间和很短时间内集中很大的能量，瞬时产生高温，再有其平行度好，扩散程度较小，利用这两点，制成“激光刀”
10、 。课后练习答案1. 解析：激光不仅可加工金属材料，也可以加工非金属材料，所以选项 B 不正确。答案：A、C、D2. 解析：激光单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项 C 所述激光的应用是错误的。答案：C3. 解析：注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样。由于速度变化的原因，波长会相应变化。对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长。答案：A、D4. 解析：根据激光的特点和应用可知，A 、C 、D 正确；激光在光导纤维中利用时，不仅可以传递信息，而且可以使信息量大增，故 B
11、 项错误。答案：A、C、D5. 解析：两支铅笔靠在一起，中间的缝远远地大于光的波长，因此，光从中通过时不会成为偏振光；光是横波，偏振光也是横波；激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象；激光有很多用途，其中可用来做手术，切除肿瘤，所以 D 正确。答案：D6. 解析：激光是一种单色性非常好的光，故经过三棱镜后不可能分开，A、C 项正确。答案：A、C7. 解析：激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果。人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体。当角膜和晶体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看
12、清物体，这就是近视眼。激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上。答案：A、B、D8. 解析：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小些，A错误；激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息，B 正确；激光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，C 正确；激光是横波，D 正确。答案：B、C 、D9.BC10. 选 B、C.激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上用“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或进行其他外科手术.11.C12D13 解析：(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间。一个光脉冲长度l ct3.010 81.01011 m3.010 3 m。(2)一个光脉冲所携带的能量EPt1.010 101.01011 J0.1 J清除面积为 50 mm2 的色斑需要光脉冲数为nES/ E605010 2 0.1 个300 个。答案：(1)3.010 3 m (2)300
