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第八节激光课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练第八节激光课标定位学习目标：1.知道激光和自然光的区别．2．了解激光的特点和应用．重点难点：激光的特点和应用．课前自主学案一、激光的特点及其应用1．特点(1)相干性：只有_______相同、________恒定、________方向一致的光才是相干光．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性．(2)平行度好：在传播很远的距离后仍保持一定的强度；可以会聚到很小的一点．(3)高亮度：它可以在___________和__________内聚集大到难以想象的能量．频率相位差偏振很小空间很短时间2．应用激光的应用：应用它的__________，激光能像无线电波那样进行调制，用来传递信息．应用______________，精密测距、计算机中的光储存技术．应用__________，工业上的切割和焊接；医学上的切割和“焊接”．相干性平行度好高亮度二、全息照相1．原理：将一束激光通过分光镜分成两束，一束光直接照射到感光底片上(称为__________)，另一部分通过拍射物反射后再到达底片(称为________)．物光和参考光在底片相遇时会发生干涉，形成复杂的____________，底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱．也就是说记录了物光的全部信息和两束光的干涉条纹．2．观察全息照片时要用_______照射照片，从另一侧面观察．参考光物光干涉条纹激光核心要点突破一、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．利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．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．亮度非常高．它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．单色性很好．激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性()A．亮度高B．平行性好C．单色性好D．波动性好解析：选C.频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光．二、激光的应用1．光纤通信激光可以像无线电波那样进行调制，可用来传递信息，而它的频率比无线电波高很多，它所能携带的信息量比无线电波大，是一种很好的通信载体．2．激光测距因为激光的平行度好，所以传播很远的距离仍能保持一定的强度．利用这一特点对准目标发射一个激光脉冲．测量脉冲发射和接收到反射回的脉冲的时间间隔Δt，可精确测量出距离x＝12c·Δt.激光雷达就是根据这一原理制成的．3．激光写、读由于激光的平行度好，激光可以会聚到一个很小的点上，利用激光可以在光盘上刻录密度很高的信息，也可以利用激光从VCD机、CD唱机或计算机的光盘上读出记录的信息，经过处理后还原成声音或图像．4．激光加工将激光器发出的激光经光学系统聚焦后，在待加工的工件上形成密度很高、能量很大、直径很小的光斑，使受照部位迅速熔化或汽化，以完成特定要求的加工，包括切割、焊接、打孔、划片、整形、热处理和表面处理等．5．激光手术(亦称光刀手术)利用激光器发射的激光作为手术刀进行切割、汽化等外科手术．6．激光保鲜激光辐射保鲜储藏技术，也就是以高能射线与物质作用产生物理效应和生物效应的理论和技术为基础，使用γ射线、X射线和电子射线对食品进行照射，从而达到杀虫、灭菌、提高食品卫生质量、保持或改善食品的营养品质和原有风味，以及延长食品储藏期和销售期的目的．7．激光武器利用大能量激光器发射的激光束来攻击敌方，使被照射处形成能量、密度很高的光斑，被照射物体表面迅速熔化或汽化．激光武器具有很强的攻击力，常被称作“死光”，激光以3×108m/s的高速出击，只要对准目标，即可命中．即时应用(即时突破，小试牛刀)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，只可用于加工金属材料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：选ACD.激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，A正确；激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工、激光医疗、激光美容、激光武器等，B错误；由于激光亮度高，能量大，在切割皮肤等的同时，也能杀灭细菌，所以C正确；激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它记录了光的相位信息，所以看起来跟真的一样，立体感较强，D正确．课堂互动讲练激光的特点和应用关于激光的应用问题，下列说法中正确的是()A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点例1【精讲精析】由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，A错误．计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好，选项B错误．医疗中的激光“光刀”利用了激光的高亮度的特点，C正确．激光测距利用的是激光的平行性，D错误．【答案】C变式训练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答案：AC例2应用激光平行度好的特性，可以精确地测量距离，对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56s，则月球到地球的距离大约是多少？激光测距【答案】3.84×105km【题后反思】这种题型关键是明白光的传播过程，光在真空中沿直线传播，传播速度为3×108m/s，同时还要注意所给时间为往返所用时间．【自主解答】真空中的光速c＝3.0×108m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t＝2.56s，月球到地球的距离为l＝12ct＝12×3.0×108×2.56m＝3.84×105km.变式训练2如图13－8－1所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右移动了Δs的距离到B′，由此可知液面________(选填“升高”或“降低”)了________．图13－8－1解析：作出两次的反射光路图如图所示．又由几何关系可得：O1M＝BB′＝Δs，液面下降高度h＝Δs2·coti.答案：降低12Δscoti