第4.5节 激光（解析版）

第四章·光第05节激光目标目标导航学问要点难易度1．激光的原理：受激辐射2．激光的特性：单色性、相关性、平行性3．激光的应用：通信、测距、手术★★★★★★知识知识精讲学问点01激光1．激光的产生：激光是原子受激发辐射产生的光，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．2．激光的特点：(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好．激光的频率单一，相干性格外好，颜色特殊纯．用激光做衍射、干涉试验，效果很好．一般光源：各种频率、相位、偏振以及传播方向各不相同的光的混合，因此两个一般光源发出的光不会发生干涉。(2)激光的平行度好．从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光．传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围．(3)亮度高．激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．3．激光的种类：气体激光器、半导体激光器、染料激光器、宝石激光器等。4．激光的应用：光纤通信；激光测距；激光读写；激光加工；激光手术(亦称光刀手术)；激光武器；可控聚变反应中的应用．【例1】(多选)关于应用激光的事例中，下列说法正确的是()A．激光平行度好可以用于测距B．激光能量格外集中，为治疗近视眼而研制的“激光刀”就利用了这个特点，有效地削减了细菌的感染C．激光的亮度高，可以用于城市广场照明D．激光的相干性好，可用于双缝干涉试验【答案】ABD【解析】激光平行度好，能量集中，单色性高简洁产生干涉，但不适合做一般光源照明，所以ABD正确。巩固巩固练习1．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格外好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B．计算机内“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来进行的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【答案】C【解析】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项错误．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项正确．激光测距利用的是激光的平行性D项错误．2．（多选）对激光的生疏，以下说法正确的是（）A．一般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．激光已经深化到我们生活的各个方面【答案】CD【解析】一般光源发出的光包含各种频率，各种振动方向，所以不是激光，A错误；激光是人工产生，不是自然界中普遍存在的，B错误，CD正确。3．（多选）关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（）A．激光相干性好B．激光平行度好C．激光亮度高D．激光易色散【答案】ABC【解析】激光是单一频率，即单一波长，所以没有色散，或者是色散很小，D错误；ABC是激光的特点，正确。4．（多选）以下说法正确的是（）A．光纤通信利用了激光相干性好的特点B．激光武器利用了激光亮度高的特点C．激光写、读利用了激光亮度高的特点D．激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点【答案】ABD【解析】激光写、读利用的是激光的平行度好的特点，C错误。5．利用激光束来切割各种物质，是利用激光的（）A．相干性好的特点B．方向性好，平行度高的特点C．亮度高的特点D．单色性好的特点【答案】C【解析】激光切割是利用激光的能量高，即亮度高的特点，C正确。6．激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014Hz，则该激光的波长为（）A．0.25μmB．0.50μmC．0.75μmD．1.33×106m【答案】C【解析】λ=c/f=0.75×10-6m，C正确。7．应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离。对准目标放射一个极短的激光脉冲，测量放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。若在地球上向月球放射一个激光脉冲，测得从放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千米？【答案】3.84×105km【解析】真空中光速c＝3.0×108m/s，从放射脉冲到收到反射脉冲所用的时间中激光所行路程