1、优质文档优质文档激光 同步练习(二)1.激光器一般包括三个部分（1）、 ,(2)、 ,( 3)、 .2激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理.用二次曝光照相所获得的“散斑对” ，相当于双缝干涉实验中的双缝，若待测物体的速度 V 与二次曝光时间间隔 t 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔 t、双缝到屏的距离 L以及相邻两条纹间距 x，若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是3一台激光器，它的功率为 P,如果它发射出的单色光在空气中的波长为 .则这束单色光的频率是 ，它在时间 t内辐射的光能为 ，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为 v, 那么这束单色
2、光从该介质射向真空发生全反射的临界角为 。4. S1、S 2为两个完全一样的相干波源，发出的光频率为 7.51014Hz,光屏上点到 S1、S 2的路程差为 1.810-6m ,点到 S1、S 2的路程差为 3.210-6m,则点出现_条纹,点出现_条纹.5.受激辐射的过程大致如下：原子开始处于高能级 E2，当一个外来光子所带的能量 h 正好为某一对能级之差 ,则这原子可以在此外来光子的诱发下从高能级 E2向低能级 E1 。 这种受激辐射的光子有显著的特点，就是原子可发出与诱发光子全同的光子，不仅频率（能量）相同，而且发射方向、偏振方向以及光波的相位都 。于是，入射一个光子，就会出射两个完全相
3、同的光子。这意味着原来光信号被放大这种在受激过程中产生并被放优质文档优质文档大的光，就是 。6.以红宝石激光器为例，说明粒子反转的形成过程？7发光形式有几种，他们的有什么不同？8激光和普通光一样都是 ，因此具有 的一切特性，9. 激光在真空中的传播速度约为每秒 公里10. 激光的特点 （一） （二） （三） 11. 激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色 。12一个诱发光子不仅能引起受激辐射，而且它也能引起 ，所以只有当处在高能级地原子 比处在低能级的还多时，受激辐射跃迁才能超过受激吸收，而占优势。由此可见，为使光源发射激光，而不是发出普通光的关键是 ，这种情况，称为粒子数反转。但在热平
4、衡条件下，原子几乎都处于最低能级（基态） 。因此，如何从技术上实现 则是产生激光的必要条件。13.激光器是发射激光的装置,激光已经在生产、生活、现代科技,医疗卫生多个领域得到广泛应用.现有一种红宝石激光器所发射出的激光是一道道不连续的闪光,每道闪光称为一个光脉冲.若这种激光器的光脉冲的持续时间为 1.010-11s.波长为 692.4nm，激光器的发射功率为 1.01010W，求：（1）.每个光脉冲的长度为多少？（2）.用这种激光治疗皮肤上的酒色斑，每平方厘米需要的能量为 60J，优质文档优质文档色斑才能消失。若有一酒色斑面积为 50mm2，则它要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失？答案：
5、1.(1)激光工作介质(2)、抽运装置(3)、光学共振腔2. V=L/xt; （提示：设双缝间距为 d,由题意可知，d=Vt,而相邻两条纹间距为 x=L/d ， 联立两式求解即得V=L/xt）3. C/ , Pt , arcsin(V/C). 优质文档优质文档（提示：由波速公式 C=f 得 f= C/；由功能关系，时间 t内辐射的光能 E=Pt ；根据全反射临界角sinC=1/n, 且 n=C/V,则临界角 C= arcsin(V/C).)4.暗, 明5. E2-E1，跃迁，完全一样，激光6红宝石激光器的工作物质是红宝石棒，红宝石晶体中原来处于基态 E1的粒子，吸收了 Xe灯发射的光子而被激发
6、到 E3能级。粒子在 E3能级的平均寿命很短（约 10-9秒）。大部分粒子通过无辐射跃迁到达激光上能级 E2。粒子在 E2能级的寿命很长，可达 310-3秒。所以在 E2能级上积累起大量粒子，形成 E2和 E1之间的粒子数反转，此时晶体对频率 v满足 hvE 2-E17发光有两种形式。自发辐射是发光的一种形式。除此之外，还有另一种发光形式，那就是受激辐射。受激辐射就是，原来处在高能级的原子，还可以在其他光子的刺激或感应下，跃迁到低能级，同时发射出一个同样能量的光子。由于这一过程是在外来光子的刺激下产生的，所以叫做受激辐射。有趣的是，新产生的光子与外来光子具有完全相同的状态，即频率一样，波长一样
7、，方向一样。只要产生一次受激辐射，就能使一个光子变成两个光子，这两个光子又会引起其他原子发生受激辐射，于是，在极短的瞬间内激发出无以数计的光子，实际上就将光放大了。在这种情况下，只要辅以必要的设备，就可以形成具有完全相同频率和相同方向的光子流，这就是激光。而放大光的设备，就是激光器8.电磁波，电磁波，9、30 万10、 （一）定向发光 （二）亮度极高 （三）颜色极纯 优质文档优质文档11极纯12受激吸收，数目，发光原子处在高能级的数目比低能级上的多，粒子数反转13.(1)3.010-3m ( 2) 300个解：(1) 每个光脉冲的长度为 L=ct=3.0108m/s1.010-11s=3.010-3m(2)设需要吸收 n个红宝石激光脉冲，而每个激光脉冲的能量为E0=Pt=1.01010W1.010-11s=0.1J,消除面积为 50mm2的酒色斑所需能量为 E=5010-260=30 J，则 nE 0=E 即 n=E/E0=300个
