激光原理及其应用(还匹配相应word版本)

发展历史产生原理技术应用发展前景1科学方法与思考—激光原理及应用Nobel指导老师：戴长建学院：理学院班级：11级应用物理一班姓名：陈星妤学号：20113556发展历史产生原理技术应用发展前景2发展历史产生原理技术应用发展前景1234ContentsPage目录页*发展历史产生原理技术应用发展前景3引言为什么我要做关于《激光原理及应用》的课题？激光被誉为是人类现代科技史上最伟大的发明之一。自激光问世以来，它在军事、工业、国防、生物、化学等领域都有着非常广泛的应用，正在影响和改变和人们的生活。由于激光技术的先进性和精确性，所以在当前，在很多行业都得以应用和实现。本文就激光的发展历史、产生原理、应用及发展前景做了具体介绍。发展历史产生原理技术应用发展前景4TransitionPage过渡页*发展历史产生原理技术应用发展前景1234发展历史产生原理技术应用发展前景5爱因斯坦提出“受激发射”理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。美国物理学家CharlesTownes用微波实现了激光器的前身：微波受激发射放大（英文首字母缩写maser）。Townes的博士生GordonGould创造“laser”这个单词,从理论上指出可以用光激发原子，产生一束相干光束，之后人们为其申请了专利，相关法律纠纷维持了近30年。美国加州Hughes实验室的TheodoreMaiman实现了第一束激光。激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。发明半导体二极管激光器，这是今天小型商用激光器的支柱。激光用于遥感勘测，激光被射向阿波罗11号放在月球表面的反射器，测得的地月距离误差在几米范围内。1917年1953年1957年1960年1961年1962年1969年1971年1974年1978年1982年1983年1988年1990年1991年1996年2008年2010年激光进入艺术世界，用于舞台光影效果，以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家DennisGabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。第一个超市条形码扫描器出现1975年：IBM投放第一台商用激光打印机。利浦制造出第一台激光盘（LD）播放机，不过价格很高。第一台紧凑碟片（CD）播放机出现，第一部CD盘是美国歌手BillyJoel在1978年的专辑52ndStreet。里根总统发表了“星球大战”的演讲，描绘了基于太空的激光武器。北美和欧洲间架设了第一根光纤，用光脉冲来传输数据。激光用于制造业，包括集成电路和汽车制造。第一次用激光治疗近视，海湾战争中第一次用激光制导导弹。东芝推出数字多用途光盘（DVD）播放器。法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤。美国国家核安全管理局（NNSA）表示，通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘（质量数2）和氚（质量数3），解决了核聚变的一个关键困难。发展历史1.1激光的发展史发展历史产生原理技术应用发展前景61.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1907年诺贝尔物理学奖迈克尔孙（AlbertAbrahamMichelseon，1852-1931）光学精密计量和光谱学研究他以精密测量光的速度和以空前的精确度进行以太漂移实验而闻名于世。他发明的以他的名字命名的干涉仪至今还有广泛应用。发展历史产生原理技术应用发展前景71.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1918年诺贝尔物理学奖普朗克MaxKarlErnstLudwingPlanck(1858-1947)能量级的发现能量子假设的提出，具有划时代的意义。sJhhh·1065.634-为普朗克常量，其中。，于是就假设一定正比于频率能量元普朗克能量子假设发展历史产生原理技术应用发展前景81.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1922年诺贝尔物理学奖尼尔斯·玻尔NielsBohr1885-1962原子结构和原子光谱尼尔斯·玻尔的原子理论取得了很大成功，完满地解释了请光谱的频率规律，即所谓的巴尔默公式。从他的理论推算，各基本常数如电子电荷，电子质量，普朗克常数和里德伯常数之间取得了定量的协调。他阐明了光谱的发射和吸收，并且成功地解释了元素的周期表，使量子理论取得了重大进展。尼尔斯·玻尔之所以成功，在于他全面地集成了前人的工作，正确地加以综合，在旧的经典理论和信的实验事实的矛盾面前勇敢地肯定实验事实，冲破旧的理论的束缚，从而建立了能基本适于原子现象的定态跃迁原子模型。发展历史产生原理技术应用发展前景91.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1923年诺贝尔物理学奖密立根RobertAndrewsMillikan1868-1953基本电荷和光电效应实验发展历史产生原理技术应用发展前景101.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1929年诺贝尔物理学奖路易斯·德布罗意PrinceLouis-victordeBroglie1892-1987电子的波动性ph/德布罗意公式：发展历史产生原理技术应用发展前景111.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1961年诺贝尔物理学奖霍夫斯塔特RobertHofstadter1915-1990核子结构他在电子受原子核散射的先驱性研究及由此获得的核子结构的发现发展历史产生原理技术应用发展前景121.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1961年诺贝尔物理学奖穆斯塔尔RudolfHofstadter1915-1990穆斯堡尔效应他对γ辐射的共振吸收的研究和发现与此练习的以他的名字命名的效应。发展历史产生原理技术应用发展前景131.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1963年诺贝尔物理学奖维格纳EugenePaulWigner1902-1995对原子核和基本粒子理论，特别是通过基本对称原理的发现和应用所作的贡献发展历史产生原理技术应用发展前景141.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）（以下是关于激光技术的理论基础）1963年诺贝尔物理学奖格佩特-迈耶MariaGoeppert1906-1972延森J.Hans.D.Jensen1907-1973他们在发现核壳层结构方面做了巨大贡献发展历史产生原理技术应用发展前景151.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）1964年诺贝尔物理学奖汤斯CharlesH.Townes1915-汤斯小组历经两年的试验，终于在1953年制成了第一台微波激射器，取名为“微波激射放大器”（MicrowaveAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation),简称MASER(微波激射器）。发展历史产生原理技术应用发展前景161.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）1964年诺贝尔物理学奖巴索夫NikolayG.Basov1922-普罗霍罗夫AleksandrM.Prokhorov1916-他们从事量子电子学方面的基础工作，这些工作导致了基于微波激射器和激光原理制成的振荡器和放大器发展历史产生原理技术应用发展前景171.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）1968年诺贝尔物理学奖阿尔瓦雷斯LuisW.Alvarez1911-1988共振态的发现他对基本粒子物理学的决定性贡献，特别是发现了许多共振态，这些发现是由于他发展了氢泡室技术和数据分析方法才成为可能。发展历史产生原理技术应用发展前景181.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）1971年诺贝尔物理学奖伽博DennisGabor1900-1979全息术的发明发展历史产生原理技术应用发展前景191.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）1981年诺贝尔物理学奖布隆姆贝根NicolaasBloembergen肖洛ArthurL.Schawlow在发展激光光谱学所作的巨大贡献发展历史产生原理技术应用发展前景201.2激光的发展史发展历史与激光有关的诺贝尔奖（NobelPrize）1997年诺贝尔物理学奖朱棣文StephenChu科恩-塔诺季ClaudeCohen-Tannoudji菲利普斯WilliamD.Phillips激光冷却和陷俘原子发展历史产生原理技术应用发展前景21TransitionPage过渡页*发展历史产生原理技术应用发展前景1234发展历史产生原理技术应用发展前景222.0目录产生原理2.1激光的三大特性……P232.2物理概念……P242.3激光产生条件……P452.4激光器的结构……P51发展历史产生原理技术应用发展前景232.1激光的三大特性①方向性好：一束激光射到38万km的月球上，光斑的直径只有2km。②单色性好：激光的单色性比普通光高10倍以上。③能量集中：脉冲瞬时功率大（可达～1014瓦）。激光的颜色非常单纯，而且只向着一个方向发光，亮度极高。④相干性好：所有的光波都是同步的，整束光就好像一个“波列”。产生原理发展历史产生原理技术应用发展前景24产生原理2.2物理概念要学习激光的产生原理，首先需要理解以下几个物理概念：①能级⑤受激辐射②跃迁⑥受激吸收和受激辐射之间的关系③自发辐射⑦粒子数反转④受激吸收⑧玻尔兹曼分布规律发展历史产生原理技术应用发展前景25产生原理2.2物理概念—能级物质是由原子组成，而原子又是由原子核及电子构成。电子围绕着原子核运动。而电子在原子中的能量不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们，这些电子会处于一些固定的“能级”，不同的能级对应于不同的电子能量，离原子核越远的轨道能量越高。此外，不同轨道可最多容纳的电子数目也不同，例如最低的轨道（也是最近原子核的轨道）最多只可容纳2个电子，较高的轨道上则可容纳8个电子等等。发展历史产生原理技术应用发展前景26产生原理2.2物理概念—能级原子能级图手稿能级是用来表达在一定能层上（K、L、M、N、O、P、Q）而又具有一定形状的电子云的电子。“能级”一词是从物理学中借用过来的概念，原意是说原子由原子核和核外绕核运转的电子构成，电子由于具有不同的能量，就按照各自不同的轨道围绕原子核运转，即能量不同的电子处于不同的相应等级，这种现象在管理学上同样存在。产生原理产生原理发展历史产生原理技术应用发展前景27产生原理2.2物理概念—跃迁电子可以通过吸收或释放能量从一个能级跃迁到另一个能级。例如当电子吸收了一个光子时，它便可能从一个较低的能级跃迁至一个较高的能级。同样地，一个位于高能级的电子也会通过发射一个光子而跃迁至较低的能级。在这些过程中，电子释放或吸收的光子能量总是与这两能级的能量差相等。由于光子能量决定了光的波长，因此，吸收或释放的光具有固定的颜色。产生原理发展历史产生原理技术应用发展前景28产生原理2.2物理概念—跃迁电子能级跃迁图电子可以通过吸收或释放能量从一个能级跃迁到另一个能级。例如当电子吸收了一个光子时，它便可能从一个较低的能级跃迁至一个较高的能级。同样地，一个位于高能级的电子也会通过发射一个光子而跃迁至较低的能级。产生原理发展历史产生原理技术应用发展前景29产生原理2.2物理概念—跃迁如图所示，在这些过程中，电子释放或吸收的光子能量总是与这两能级的能量差相等。由于光子能量决定了光的波长，因此，吸收或释放的光具有固定的颜色。产生原理发展历史产生原理