高二物理選修3-4激光課件

1、5.4激激 光光 光是從物質(zhì)的原子中發(fā)射出來(lái)的，原子獲得能量后光是從物質(zhì)的原子中發(fā)射出來(lái)的，原子獲得能量后處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它會(huì)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(huì)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(jiǎn)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(jì)的一項(xiàng)重要發(fā)明，由于它有著普通光無(wú)法比擬的一些特性，已經(jīng)在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)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(xì)的激光束，到達(dá)月球表面時(shí)，也只的一束極細(xì)的激光束，到達(dá)月球表面時(shí)，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(shí)，可以看成是不發(fā)散的播時(shí)，可以看成是不發(fā)散的 （2 2）單色性強(qiáng)）單色性強(qiáng) 激光器發(fā)射的激光，都集中在一個(gè)極窄的激光器發(fā)射的激光，都集中在一個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，由于光的顏色是由頻率決定的，頻率范圍內(nèi)，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(qiáng)的單色性，由于激光束的高度平行性及極強(qiáng)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(nèi)單位面所謂亮度，是指垂直于光線平面內(nèi)單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽(yáng)，積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽(yáng)，而目前的高功率激光器，亮度可達(dá)太陽(yáng)的而目前的高功率激光器，亮度可達(dá)太陽(yáng)的1 1萬(wàn)萬(wàn)倍倍激光的應(yīng)用激光的應(yīng)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(cè)量距測(cè)量距離離可以達(dá)到很高的精度對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)出一個(gè)極可以達(dá)到很高的精度對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)出一個(gè)極短時(shí)間的激光脈沖，測(cè)出激光從發(fā)射到反射回短時(shí)間的激光脈沖，測(cè)出激光從發(fā)射到反射回發(fā)射點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間發(fā)射點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)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(diǎn)到被測(cè)目標(biāo)的距離射點(diǎn)到被測(cè)目標(biāo)的距離S S實(shí)際上按這種原理實(shí)際上按這種原理制成的激光測(cè)距儀就是一種激光雷達(dá)，激光雷制成的激光測(cè)距儀就是一種激光雷達(dá)，激光雷達(dá)用途很多，它不僅可以測(cè)量距離，還能測(cè)定達(dá)用途很多，它不僅可以測(cè)量距離，還能測(cè)定被測(cè)目標(biāo)的方位、速度，甚至能描繪出目標(biāo)的被測(cè)目標(biāo)的方位、速度，甚至能描繪出目標(biāo)的形狀，進(jìn)行識(shí)別和自動(dòng)跟蹤，所以激光雷達(dá)可形狀，進(jìn)行識(shí)別和自動(dòng)跟蹤，所以激光雷達(dá)可以用在導(dǎo)航、氣象、天文、大地測(cè)量、軍事、以用在導(dǎo)航、氣象、天文、大地測(cè)量、軍事、宇航技術(shù)等方面宇航技術(shù)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(yīng)，正在被廣泛應(yīng)用，它用極細(xì)的玻璃光導(dǎo)纖維制成的光纜代替用，它用極細(xì)的玻璃光導(dǎo)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(shù)，激光通信具有息比較以往的通信技術(shù)，激光通信具有4 4個(gè)個(gè)顯著的顯著的特點(diǎn)：特點(diǎn)：信息容量大信息容量大，一束光導(dǎo)纖維可容一束光導(dǎo)纖維可容納納100100億路電話；億路電話；通信質(zhì)量高通信質(zhì)量高，通電話聲音清，通電話聲音清晰，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤；傳遞圖像，色彩逼真；晰，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)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(guò)的路程差有關(guān)，只要其中一束光通兩束光通過(guò)的路程差有關(guān)，只要其中一束光通過(guò)的路程改變半個(gè)波長(zhǎng)，干涉條紋就會(huì)發(fā)生明過(guò)的路程改變半個(gè)波長(zhǎng)，干涉條紋就會(huì)發(fā)生明顯變化：原來(lái)的明條紋變成暗條紋所以，顯變化：原來(lái)的明條紋變成暗條紋所以，利利用干涉現(xiàn)象可以精確測(cè)定物體的長(zhǎng)度用干涉現(xiàn)象可以精確測(cè)定物體的長(zhǎng)度由于激由于激光的單色性很好，所以測(cè)量的精度很高，利用光的單色性很好，所以測(cè)量的精度很高，利用激光測(cè)量幾米的長(zhǎng)度，測(cè)量

7、精度可以小于激光測(cè)量幾米的長(zhǎng)度，測(cè)量精度可以小于0.lm0.lm死彈死彈-19枚枚衛(wèi)星跟蹤測(cè)距儀衛(wèi)星跟蹤測(cè)距儀激光測(cè)距激光測(cè)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(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光纜光纜光放大器光放大器光光纜纜鄭州鄭州傳導(dǎo)原理：全反射傳導(dǎo)原理：全反射“魟魚(yú)魟魚(yú)”激光致盲武器激光致盲武器魟魚(yú)（魟魚(yú)（Stingray）系統(tǒng)）系統(tǒng)美國(guó)洛克希德美國(guó)洛克希德.桑德斯公司桑德斯公司開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)的AN/PLQ-5激光對(duì)激光對(duì)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(duì)抗裝置激光對(duì)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(yīng)用激光的應(yīng)用1 1、利用單色性、相干性：拍頻技術(shù)（可精密測(cè)定、利用單色性、相干性：拍頻技術(shù)（可精密測(cè)定各種移動(dòng)、各種移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和震動(dòng)速度）、激光地震儀、精密導(dǎo)航、光纖轉(zhuǎn)動(dòng)和震動(dòng)速度）、激光地震儀、精密導(dǎo)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(cè)距、激光雷達(dá)、讀、利用平行度好、亮度高：測(cè)距、激光雷達(dá)