激光課件高二上學期物理教科版選擇性

7．激光

物體發(fā)光的微觀機理

物質(zhì)中的原子受到激發(fā)以后，原子能量增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要向低能態(tài)躍遷。在向低能態(tài)躍遷的過程中，會發(fā)出光。

普通光源（白熾燈、日光燈、高壓水銀燈）的發(fā)光過程為自發(fā)輻射。各原子自發(fā)輻射發(fā)出的光彼此獨立，頻率、振動方向、相位不一定相同——為非相干光。一、激光及其產(chǎn)生1、概念：激光準確內(nèi)涵是“輻射的受激發(fā)射的光放大”。

英文全稱為LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation縮寫為Laser，中文也常音譯為“鐳射”。

2、產(chǎn)生機理：原子受激輻射后發(fā)生躍遷

某些物質(zhì)的原子中的粒子受光或電刺激，使低能級的原子變成高能級原子，在向低能態(tài)躍遷時輻射出相位、頻率、方向等完全相同的光，這種光叫作激光。激光的特性（1）方向性好．

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，也只發(fā)散成直徑lm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．（2）單色性強．

激光器發(fā)射的激光，都集中在一個極窄的頻率范圍內(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．（3）相干性好．

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，用激光器作光源觀察光的干涉和衍射現(xiàn)象，都能取得較好的效果．（4）亮度高．

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，而目前的高功率激光器，亮度可達太陽的1萬倍．二.激光的特性及應用1.相干性應用：光纖通訊、激光全息技術(shù)2.平行度好：測距、測速（激光雷達測速）信息存儲和閱讀（DVD、CD唱機、計算機光盤3.亮度高（能量高）：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學“光刀”、焊接。利用強激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。死彈--19枚衛(wèi)星跟蹤測距儀激光測距空間激光通信Laser激光光纖通信50

m100

m皮心子（石英）光導纖維光纜光放大器光纜鄭州傳導原理：全反射2）高能激光武器（強激光武器、激光炮）

利用高功能激光摧毀敵方衛(wèi)星、導彈、飛機、坦克等大型目標的武器。（現(xiàn)仍在研制階段）歷史與現(xiàn)狀：魟魚（Stingray）系統(tǒng)美國洛克希德.桑德斯公司開發(fā)的AN/PLQ--5激光對抗裝置。也是一種致盲兼軟殺傷武器激光對抗裝置（諧振腔有選頻作用）4、單色性好全息照相：參考光照相底片反射光物光物同一激光束被分成兩束，參考光直接照到底片上，物光也到達底片。兩者干涉，在底片上形成復雜的干涉條紋，各點的明暗程度反映了疊加的加強和減弱的情形。照明光全息照片人眼全息照片的觀看：用激光照射全息照片，在照片的另一側(cè)觀看原物體的立體的像。3.激光器的種類A.氣體激光器:最常見的是氦氖激光器,另一種典型代表是氬離子激光器B.固體激光器:紅寶石激光器,釔鋁石榴石激光器C.液體、化學和半導體激光器隱身”和“變色”激光器:二氧化碳激光器，可

稱“隱身人”，因為它發(fā)出的激光波長為微米，“身”處紅外區(qū)，肉眼不能覺察;確實能變色,只要轉(zhuǎn)動一個激光器上的旋鈕，就可以獲得紅、橙、黃、綠、青、藍、紫各種顏色的激光。特點作用應用實例相干光可進行調(diào)制、傳遞信息光纖通信平行度非常好傳播很遠距離能保持一定強度，可精確測距測速激光雷達可會聚于很小的一點，記錄