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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
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