高二物理選修3-4激光課件課件

1、5.4激激 光光 光是從物質的原子中發(fā)射出來的，原子獲得能量后光是從物質的原子中發(fā)射出來的，原子獲得能量后處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它會以光子的形式將能量發(fā)射出去。處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它會以光子的形式將能量發(fā)射出去。激光激光 激光，是“受激輻射光放大”的簡稱，它是用人工的方法產(chǎn)生的一種特殊的相干光激光是20世紀的一項重要發(fā)明，由于它有著普通光無法比擬的一些特性，已經(jīng)在廣泛的領域得到應用 激光發(fā)射器激光發(fā)射器激光的特性激光的特性 （1 1）方向性好）方向性好 激光束的光線平行度極好，從地面上發(fā)射激光束的光線平行度極好，從地面上發(fā)射的一束極細的激光束，到達月球表面時，也只的一束極細的激光束，到達月球表面時，也只

2、發(fā)散成直徑發(fā)散成直徑lmlm多的光斑，因此激光在地面上傳多的光斑，因此激光在地面上傳播時，可以看成是不發(fā)散的播時，可以看成是不發(fā)散的 （2 2）單色性強）單色性強 激光器發(fā)射的激光，都集中在一個極窄的激光器發(fā)射的激光，都集中在一個極窄的頻率范圍內，由于光的顏色是由頻率決定的，頻率范圍內，由于光的顏色是由頻率決定的，因此激光器是最理想的單色光源因此激光器是最理想的單色光源 （3 3）相干性好）相干性好 由于激光束的高度平行性及極強的單色性，由于激光束的高度平行性及極強的單色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源觀因此激光是最好的相干光，用激光器作光源觀察光的干涉和衍射現(xiàn)象，都能取得較好的效察

3、光的干涉和衍射現(xiàn)象，都能取得較好的效果果（4 4）亮度高）亮度高 所謂亮度，是指垂直于光線平面內單位面所謂亮度，是指垂直于光線平面內單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，而目前的高功率激光器，亮度可達太陽的而目前的高功率激光器，亮度可達太陽的1 1萬萬倍倍激光的應用激光的應用 1.1.由于激光是非常好的平行光，用它由于激光是非常好的平行光，用它測量距測量距離離可以達到很高的精度對準目標發(fā)出一個極可以達到很高的精度對準目標發(fā)出一個極短時間的激光脈沖，測出激光從發(fā)射到反射回短時間的激光脈沖，測出激光從發(fā)射到反射回發(fā)射點經(jīng)過的時間發(fā)射點經(jīng)過的時間t

4、 t，就可以按公式，就可以按公式 求出從發(fā)求出從發(fā)射點到被測目標的距離射點到被測目標的距離S S實際上按這種原理實際上按這種原理制成的激光測距儀就是一種激光雷達，激光雷制成的激光測距儀就是一種激光雷達，激光雷達用途很多，它不僅可以測量距離，還能測定達用途很多，它不僅可以測量距離，還能測定被測目標的方位、速度，甚至能描繪出目標的被測目標的方位、速度，甚至能描繪出目標的形狀，進行識別和自動跟蹤，所以激光雷達可形狀，進行識別和自動跟蹤，所以激光雷達可以用在導航、氣象、天文、大地測量、軍事、以用在導航、氣象、天文、大地測量、軍事、宇航技術等方面宇航技術等方面 2. 2.激光通信又稱光纖通信激光通信又稱

5、光纖通信，正在被廣泛應，正在被廣泛應用，它用極細的玻璃光導纖維制成的光纜代替用，它用極細的玻璃光導纖維制成的光纜代替金屬電纜，用激光作載波代替電流傳輸信金屬電纜，用激光作載波代替電流傳輸信息比較以往的通信技術，激光通信具有息比較以往的通信技術，激光通信具有4 4個個顯著的顯著的特點：特點：信息容量大信息容量大，一束光導纖維可容一束光導纖維可容納納100100億路電話；億路電話；通信質量高通信質量高，通電話聲音清，通電話聲音清晰，傳輸數(shù)據(jù)準確無誤；傳遞圖像，色彩逼真；晰，傳輸數(shù)據(jù)準確無誤；傳遞圖像，色彩逼真；保密性能好保密性能好，要想截獲在光纜中傳輸?shù)募す馐且虢孬@在光纜中傳輸?shù)募す馐鞘掷щy的

6、十分困難的 3.3.由于激光是很好的單色光，它產(chǎn)生的干涉由于激光是很好的單色光，它產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象最清晰現(xiàn)象最清晰我們知道，兩束相干光產(chǎn)生的疊加效果與我們知道，兩束相干光產(chǎn)生的疊加效果與兩束光通過的路程差有關，只要其中一束光通兩束光通過的路程差有關，只要其中一束光通過的路程改變半個波長，干涉條紋就會發(fā)生明過的路程改變半個波長，干涉條紋就會發(fā)生明顯變化：原來的明條紋變成暗條紋所以，顯變化：原來的明條紋變成暗條紋所以，利利用干涉現(xiàn)象可以精確測定物體的長度用干涉現(xiàn)象可以精確測定物體的長度由于激由于激光的單色性很好，所以測量的精度很高，利用光的單色性很好，所以測量的精度很高，利用激光測量幾米的長度，測量

7、精度可以小于激光測量幾米的長度，測量精度可以小于0.lm0.lm死彈死彈-19枚枚衛(wèi)星跟蹤測距儀衛(wèi)星跟蹤測距儀激光測距激光測距空間激光通信空間激光通信Laser激光光纖通信激光光纖通信50 m100 m皮皮心子（石英）心子（石英）光導纖維光導纖維光纜光纜光放大器光放大器光光纜纜鄭州鄭州傳導原理：全反射傳導原理：全反射“魟魚魟魚”激光致盲武器激光致盲武器魟魚（魟魚（Stingray）系統(tǒng)）系統(tǒng)美國洛克希德美國洛克希德.桑德斯公司桑德斯公司開發(fā)的開發(fā)的AN/PLQ-5激光對激光對抗裝置。也是一種致盲兼抗裝置。也是一種致盲兼軟殺傷武器軟殺傷武器激光對抗裝置激光對抗裝置全息照相全息照相 全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，它是利用參考光和物光發(fā)生干涉形成的。它是利用參考光和物光發(fā)生干涉形成的。 激光的應用激光的應用1 1、利用單色性、相干性：拍頻技術（可精密測定、利用單色性、相干性：拍頻技術（可精密測定各種移動、各種移動、轉動和震動速度）、激光地震儀、精密導航、光纖轉動和震動速度）、激光地震儀、精密導航、光纖通信、通信、全息照片、工業(yè)探傷、激光全息攝影等全息照片、工業(yè)探傷、激光全息攝影等2 2、利用平行度好、亮度高：測距、激光雷達、讀、利用平行度好、亮度高：測距、激光雷達