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鲁科2019第5节

激光与全息照相高中物理选择性必修一第5章光的干涉、衍射和偏振激光及其特性1.激光的产生

1960年5月15日，美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验。他的实验装置里有一根人造红宝石棒。突然，一束深红色的亮光从装置中身射出，它比太阳表面还要亮4倍！这是一种完全新型的，自然界中不存在的光！西奥多·哈罗德·梅曼美国（1927-2007）激光激光和激光器是20世纪最重大的科学发明之一。

产生激光的装置被称为激光器。激光及其特性2.激光的原理发光前发光后根据玻尔理论，原子是由原子核和电子组成的，电子在核外的一定轨道上绕原子核运动，电子在不同轨道上运动时原子具有不同的能级。

处于高能级的原子能自发的向低能级跃迁，这过程称为自发跃迁，过程会释放出光子，这过程也称为自发辐射跃迁。

普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯）的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干光。激光及其特性2.激光的原理1916年，爱因斯坦发现还原子还存在另一种跃迁过程——受激辐射跃迁即在外来光子的作用下，处在高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出能量相同的光子。发光前发光后

受激辐射产生的光子与外来诱导产生跃迁的光子具有相同的特征：它们的频率、相位、偏振方向、传播方向均相同。这种光就被命名为激光。激光是原子受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致，所以激具有:单色性好，方向性好，亮度高的特点。3.激光的特性激光及其特性激光的应用1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术激光的应用2.平行度好：测距、测速（激光雷达测速）、信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计算机光盘激光的应用3.亮度高（能量高）：工业切割、焊接；医学“光刀”、焊接。利用强激光产生的高压引发核聚变。激光切割激光聚变装置全息照相1948年，英国物理学家伽柏提出了全息照相的设想：利用两束光的干涉条纹记录被摄物体，记录干涉条纹的底板经过适当处理后，会再现一个逼真的像。由于当时没有足够强的单色光源，实验结果不甚理想。激光的发明和普及，使全息照相获得了很大的发展，伽柏也因对全息照相的研究获得了1971年诺贝尔物理学奖。

讲你知全息照相是应用光的干涉实现的作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射到胶片上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一个凹透镜发散后射向被拍摄的物体。该物体把光反射到胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在胶片上记录下被拍摄物体的三维图像信息，这就是全息照片全息照片的特点全息照相与普通照相相比有如下几个突出特点：观察再现的图像时，看到的三维立体图像和原来的物体几乎一模一样；如果发现一个物体部分被遮挡了，你只要改变一下角度，便能观察到被遮挡的部分；如果一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下

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