知识全解·吃透教材 知识点1 激光的特点及其应用 一、激光 激光是原子受激辐射产生的光。发光的方向、频率、偏振方向均相同,两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是相干光,激光是人工产生的光。 激光的产生 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。 二、激光具有的特点 (1)相干性好 所谓相干性好是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满足其他的相干条件,所以,现在我们做双缝干涉实验时,无需在双缝前放一个单缝,而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。 (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强度,保持它的高能量,利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量 地月距离精确度已达到1m。 (3)激光的 亮度非常高 他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。不能直接照射眼睛,否则会伤害眼睛。 (4)激光单色性很好 激光的频率范围极窄,颜色几乎是完全一致的。 三、激光的应用举例与对应的特性 (1)激光是人工产生的相干光,可应用于光纤通信。 (2)平行度非常好,应用于激光测距雷达,可精确测量测速等。 (3)亮度高能量大,应用于切割各种物质、打孔和焊接金属,医学上用激光作“光刀”来做外科手术。 【例1】关于激光,下列说法正确的是( ) A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光 B.自然界中某些天然物体也可以发出激光 C.激光可以像刀子一样切除肿瘤 D.由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象 解析:激光是用人工方法激发的一种特殊的光,A项正确,B项错误.激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点,可以像刀子一样切除肿瘤,C项正确,激光是一种电磁波,只要是电磁波就能发生衍射现象,D项错误. 答案:AC 了解激光的特性和应用.激光的特点是频率单一、相干性好,用来像无线电波那样进行调制传递信息;平行度高、方向性好,用来测量超远距离、刻制光盘;亮度高、强度大,用来充当手术刀切除肿瘤. |
揭示规律·小试身手 产生激光的原理:原子发生受激辐射,即在外来光子的作用下,处在高能态的原子向低能态跃迁,并同时发射出与入射光子具有相同频率、相位、传播方向、偏振方向的光子,这样,一个入射光子由于引起受激辐射就变成两个同样的光子,如果两个光子在媒质中传播时再引起其他原子发生受激辐射,就会产生越来越多的频率和发射方向都相同的光子,使光得到加强,这就是激光。
1.2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选,表彰他在激光排版上的重大科技贡献,激光是一种电磁波,某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz,则该激光的波长为( ) A.0.25 μm B.0.50 μm C.0.75 μm D.1.33×106 m
1、C.解析:根据公式v=λf可以有 λ= m=0.75×10-6 m=0.75 μm . | |
知识点2 全息照相 同一激光束被分成两束,参考光直接照到底片上,物光也到达底片。两者干涉,在底片上形成复杂的干涉条纹,各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情形。
全息照片的观看:用激光照射全息照片,在照片的另一侧观看原物体的立体的像。 用肉眼去看,全息照片上只有些乱七八糟的条纹 ,用一束激光去照射该照片,眼前就会出现逼真的立体景物 从不同的角度去观察,可以看到原来物体的不同侧面 ,每一片碎片都包括被摄物体的完整信息。 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,这就要求参考和物光有很高的相干性,激光符合这个要求,因此,在激光出现后,全息技术得到了长足的发展。 【例2】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,只适用于加工金属材料 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 解析:A选项利用激光平行度非常好,C选项利用激光亮度高,平行度非常好,D选项利用激光高度的相干性。此题选ACD。 激光的应用远不止这些,而且还在不断发展。 |
对准目标发出一个极短的激光脉冲,测量发射脉冲和收到回波的时间间隔,结合发射的方向,就可探知目标的方位和距离, 结合多普勒效应,还可以求出目标的运动速度(利用激光的平行度好)。
2.如图所示,激光液面控制仪的原理是:固定一束激光AO以入射角i照射液面,反射光OB射到水平光屏上,屏上用光电管将光讯号变成电讯号,电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点,由此可知液面降低了___________________.
图13-8-1
2、 coti。解析:如图所示,入射光方向不变,则i不变,而O′B′平行于OB.设液面降了h,据几何关系可得:h= coti. |
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