江苏省桃州中学高中物理 13.8激光导学案 新人教版选修3-4

1 第十三章第十三章 光光 1313 8 8 激光激光 教学目标教学目标 1 知道激光和自然光的区别 2 了解激光的特点和应用 3 知道什么是全息照相及其原理 重点 重点 激光的特点和应用 难点 难点 激光的特点和应用 自主预习自主预习 1 激光的产生 激光是原子受激辐射产生的光 发光的 均相同 两列相同激光相遇可以发生 激光是人工产生的 光 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 2 激光具有的特点以及应用 1 相干性好 激光能像无线电波那样被 用来传递信息 光纤通信就是激光 和 相结合的产物 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 这个特点可以用来 就是应用这个原理制成的 由于平行度好 激光可汇聚到很小的一点 这一点应用在 上 3 激光的亮度非常高 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 所以可 用激光束来 以及在很硬的材料上 医学上还可以用 激光刀 做 手术 3 1958 年人类在实验室里激发出了一种自然界中没有的光 那就是 4 光的特点 1 激光是一种人工产生的 光 具有高度的 2 它的 非常好 3 亮度高 5 照相技术所记录的只是光波的 信息 而全息照相技术还可以记录光波的 信息 6 摄全息照片的基本光路 同一束激光被分为两部分 一部分直接照射到 上 称为 参考光 另一部分通过 反射后再到达底片 称为 参考光和 在 底片上相遇时发生干涉 形成复杂的干涉条纹 典型例题典型例题 一 激光的特点及其应用激光的特点及其应用 例例 1 1 对于激光的认识 以下说法正确的是 A 普通光源发出的光都是激光 B 激光是自然界普遍存在的一种光 C 激光是一种人工产生的相干光 D 激光已经深入到我们生活的各个方面 例例 2 2 在演示双缝干涉的实验时 常用激光做光源 这主要是应用激光的什么特点 2 A 亮度高 B 平行性好 C 单色性好 D 波动性好 二 全息照相二 全息照相 例例 3 3 拍摄全息照片时 常用激光做光源 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 相干性好 例例 4 4 下列说法中正确的是 A 普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息 而全息照相技术还可以记录光波的相 位信息 B 全息照片的拍摄利用了光的衍射现象 C 激光的出现使全息技术得到了长足的发展 D 立体电影的拍摄利用的是全息照相技术 三 激光的应用三 激光的应用 例例 5 5 将激光束的宽度聚焦到纳米级 10 9 m 范围内 可修复人体已损坏的器官 参考 DNA 分子进行超微型基因修复 把至今尚令人无奈的癌症 遗传疾病等彻底根除 这里应用 了激光 A 平行性好的特性 B 单色性好的特性 C 亮度高的特性 D 粒子性好的特性 课后练习课后练习 1 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 2 下列关于应用激光的事例中错误的是 A 利用激光进行长距离精确测量 B 利用激光进行通信 C 利用激光进行室内照明 D 利用激光加工坚硬材料 3 3 一激光发光功率为P 发出的激光在折射率为n的介质中波长为 c表示光在真空中 的速度 下列说法中正确的是 A 该光在真空中的波长为n B 该光在真空中的波长为 n C 该光的频率为c D 该光的频率为c n 4 下列说法中正确的是 A 强激光产生的高压引起原子的聚变 B 激光不能像无线电波那样用来传递信息 C VCD CD 机是用激光来读取信息的 D 医学上激光 光刀 用来切开皮肤 是利用激光的高能特性 5 下列说法正确的是 A 两支铅笔靠在一起 自然光从笔缝中通过后就成了偏振光 B 偏振光可以是横波 也可以是纵波 C 因为激光的方向性好 所以激光不能发生衍射现象 D 激光可以像刀子一样切除肿瘤 6 一束激光通过一棱镜 如图所示光路图中可能正确的是 7 用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光 可用于进行近视眼的治疗 用这 样的激光刀对近视眼进行手术 手术时间短 效果好 无痛苦 关于这个治疗 以下说法中 正确的是 A 近视眼是物体在眼球中成像的视网膜的前面 使人不能看清物体 B 激光具有很好的方向性 可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C 激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D 激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削 8 下列说法正确的是 A 如果地球表面没有大气层 太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些 B 激光是一种人工产生的相干光 因此可对它进行调制 用来传递信息 4 C 激光测距雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度 从而对目标进行跟踪 D 从本质上说激光是横波 9 列关于激光的描述正确的是 A 晚上手电筒发出的光束就是激光 B 激光可以发生干涉 C 激光可以发生衍射 D 激光是纵波 10 科技是跨世纪的新技术 将激光束宽度聚焦到纳米范围 可以修复人体内已损坏的器 官 对 DNA 分子进行超微型基因修复 把令人类无奈的癌症 遗传疾病彻底根除 以上应用 是利用了激光的 A 单色性 B 方向性 C 高能量 D 平行性 11 激光束来切割各种物质 这是利用了激光的 A 相干性好 C 向性好 C 高能量 D 平行度高 12 电脑中的光驱通常激光来读 写信息 这是利用了激光的 A 相干性好 B 方向性好 C 高能量 D 平行度高 13 种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光 每道闪光称为一个光脉冲 若这种激 光器光脉冲的持续时间为 1 0 10 11 s 波长为 694 3 nm 发射功率为 1 0 1010 W 1 每列光脉冲的长度是多少 2 用红宝石激光照射皮肤色斑 每 1 cm2吸收能量达到 60 J 以后 色斑便逐渐消失 一颗色斑的面积为 50 mm2 则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失 题答案 题答案 1 答案 C D 解析 激光是自然界中没有的一种光 它是人工产生的相干光 在现在的生活中已得到广 泛应用 故 C D 选项正确 2 解析 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 5 时能够得到两束相干光 答案 C 3 答案 C D 解析 全息照相利用光的干涉原理 要求参考光和物光有很高的相干性 而激光符合这个 要求 4 解析 由全息照相的原理可知 A 对 B 错 立体电影的拍摄是利用了光的偏振 故 D 错 答案 A C 5 答案 A C 解析 激光亮度高 可以在很小的空间和很短时间内集中很大的能量 瞬时产生高温 再 有其平行度好 扩散程度较小 利用这两点 制成 激光刀 课后练习答案 1 解析 激光不仅可加工金属材料 也可以加工非金属材料 所以选项 B 不正确 答案 A C D 2 解析 激光单向性好 不利于室内照明 并且大功率的激光要靠专门的激光器产生 成本太高 且由于激光的能量集中 会对人体产生伤害 因此选项 C 所述激光的应用是错误 的 答案 C 3 解析 注意光从一种介质进入另一种介质时 频率不会发生变化 对激光也是一样 由于速度变化的原因 波长会相应变化 对同一频率的光 它在真空中的波长应大于在介质 中的波长 答案 A D 4 解析 根据激光的特点和应用可知 A C D 正确 激光在光导纤维中利用时 不仅 可以传递信息 而且可以使信息量大增 故 B 项错误 答案 A C D 5 解析 两支铅笔靠在一起 中间的缝远远地大于光的波长 因此 光从中通过时不 会成为偏振光 光是横波 偏振光也是横波 激光也是光 因此激光就具有光波的特性 能 够发生衍射现象 激光有很多用途 其中可用来做手术 切除肿瘤 所以 D 正确 答案 D 6 解析 激光是一种单色性非常好的光 故经过三棱镜后不可能分开 A C 项正确 答案 A C 7 解析 激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果 人的眼睛是一个光学成像系 统 角膜和晶状体相当于一个凸透镜 物体通过凸透镜成像在视网膜上 人就能看清楚物体 当角膜和晶体组成的这个凸透镜的焦距比较小 物体成像在视网膜的前面时 人就不能看清 物体 这就是近视眼 激光手术不是修复视网膜 而是对角膜进行切削 改变角膜的形状 使眼球中的凸透镜的焦距适当变大 物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上 答案 A B D 6 8 解析 如果地球表面没有大气层 太阳照亮地球的范围要比有大气层时略小些 A 错 误 激光是一种人工产生的相干光 因此可对它进行调制来传递信息 B 正确 激光雷达能 根据多普勒效应测出目标的运动速度 从而对目标进行跟踪 C 正确 激光是横波 D 正确 答案 B C D 9 BC 10 选 B C 激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来 所以在医学上用 光刀 切开皮 肤 切除肿瘤或进行其他外科手术 11 C 12D 1