高中物理 第十三章 8 激光教材梳理教案 新人教版選修3-4(2021年最新整理)

1、高中物理 第十三章 8 激光教材梳理教案 新人教版選修3-4高中物理 第十三章 8 激光教材梳理教案 新人教版選修3-4 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第十三章 8 激光教材梳理教案 新人教版選修3-4）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為高中物理 第十三章 8 激光教材梳理教案 新人

2、教版選修3-4的全部內(nèi)容。7激光皰丁巧解牛知識巧學(xué)一、激光的概述 激光器的發(fā)明是20世紀(jì)中的重大科技成就。激光的高亮度、單色性、相干性，使它自1958年問世以來，在短短幾十年中就得到了迅速的發(fā)展.現(xiàn)在，激光技術(shù)已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、通信、軍事、文化藝術(shù)、能源等許多方面獲得了重要應(yīng)用.要點提示 激光是一種特殊的光,自然界中的發(fā)光體不能發(fā)出激光.二、激光的幾個特點1。激光是人工產(chǎn)生的相干光 激光的頻率單一，相干性非常好，顏色特別純.用激光做衍射、干涉實驗,效果特別好，激光可以像無線電波那樣進(jìn)行調(diào)制,用來傳遞信息，光纖通信就是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物.2.激光束的平行度和方向性非常好 利用激光

3、的這一特點，可以根據(jù)發(fā)射與返回的時間間隔，測量超遠(yuǎn)距離. 還可以利用激光平行度好的特點刻制光盤,這種光盤所記錄的信息密度高.3。激光的強(qiáng)度大，亮度高 激光可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量，可使被照射物體在不到千分之一秒的時間內(nèi)產(chǎn)生幾千萬度的高溫. 激光在醫(yī)療上可以充當(dāng)手術(shù)刀切除腫瘤，“焊接”剝落的視網(wǎng)膜；還可以充當(dāng)武器給對方致命一擊.聯(lián)想發(fā)散 激光的用途很廣,各國科學(xué)家正致力于這方面的研究，相信不遠(yuǎn)的將來，激光會有更大的用武之地。三、全息照相1.基本概念 全息照相：能同時記錄光波的振幅與位相的照相. 全息記錄：能使物體各點發(fā)出的光波的振幅與位相同時記錄下來. 全息再現(xiàn)：能使物體各點

4、發(fā)出的光波的振幅與位相同時再出現(xiàn)。2。全息照相的原理 全息照相與普通照相不同，從它的照片可以看到三維的圖象，而普通的照片看到的圖象是平面二維的.用于普通照相的感光膠片只能記錄物體上各個點發(fā)出的光的強(qiáng)度(振幅)，而全息照相能夠把物體各點發(fā)出的光波的振幅與位相同時記錄下來，并使之再現(xiàn)，則當(dāng)這些光波被人眼接收時，眼中的圖象將和直接觀看物體一樣是三維的.深化升華 全息照相是利用了激光的相干性、激光的平行度好以及激光的大強(qiáng)度的特點.典題熱題知識點一 激光例1關(guān)于激光，下列說法正確的是（ ）a。激光是用人工方法激發(fā)出的一種特殊的光b.自然界中某些天然物體也可以發(fā)出激光c。激光可以像刀子一樣切除腫瘤d。由于

5、激光的方向性好，所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象解析：激光是用人工方法激發(fā)的一種特殊的光，a項正確，b項錯誤。激光具有方向性好、亮度高、能量強(qiáng)等特點，可以像刀子一樣切除腫瘤，c項正確,激光是一種電磁波，只要是電磁波就能發(fā)生衍射現(xiàn)象，d項錯誤.答案：ac方法歸納 了解激光的特性和應(yīng)用.激光的特點是頻率單一、相干性好,用來像無線電波那樣進(jìn)行調(diào)制傳遞信息；平行度高、方向性好，用來測量超遠(yuǎn)距離、刻制光盤；亮度高、強(qiáng)度大，用來充當(dāng)手術(shù)刀切除腫瘤.知識點二 激光的應(yīng)用例2在演示雙縫干涉的實驗時,常用激光做光源，這主要是應(yīng)用激光的什么特性?（ ）a.亮度高 b。平行性好 c。單色性好 d。波動性好解析:頻率相同的兩

6、束光相遇才能發(fā)生干涉，激光的單色性好，頻率單一,通過雙縫時能夠得到兩束相干光.故本題的正確選項是c項。答案:c巧解提示 由波發(fā)生干涉的條件是頻率相同相差恒定的波,以及激光的單色性好，頻率單一的特點,很快得出正確選擇.例3如圖138-1所示,激光液面控制儀的原理是:固定一束激光ao以入射角i照射液面，反射光ob射到水平光屏上，屏上用光電管將光訊號變成電訊號，電訊號輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度.如果發(fā)現(xiàn)光點在屏上向右移動了s的距離射到b點，由此可知液面降低了_。圖13-8-1解析：如圖13-8-1所示，入射光方向不變，則i不變,而ob平行于ob.設(shè)液面降了h，據(jù)幾何關(guān)系可得：h=coti.答案：c

7、oti方法歸納 作出幾何光路圖，由光的反射規(guī)律和激光的特性可求出結(jié)果，從而理解激光液面控制儀的原理。知識點三 光導(dǎo)纖維例4由于激光是亮度高、平行度好、單色好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體.要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出,而不會從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大?解析：要保證不會有光線從側(cè)面跑出來,其含義是不管入射角多大都能在側(cè)壁發(fā)生全反射,令入射角等于90，再由折射定律和全反射臨界角公式、幾何關(guān)系就可以求出材料的折射率.答案:設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為.折射光線射向側(cè)面時的入射角為，如圖1382

8、所示。圖138-2 由折射定律:n= 由幾何關(guān)系：+=90sin=cos 由全反射臨界角的公式：sin=cos= 要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有i=90,sini=1.故n= 解得n= 光導(dǎo)纖維的折射率應(yīng)為n。誤區(qū)警示 本題一般在解答中存在的問題有：一是不會對光線變化過程進(jìn)行分析，當(dāng)入射角i從零逐漸增大的過程中，折射角也增大，折射光線入射到壁的入射角是減小的.如果當(dāng)i增大到90時，仍有大于等于臨界角，題目要求就能滿足，其臨界條件是i=90，=arcsin.找不出這個條件，就無法入手解答。二是僅從全反射的條件出發(fā)，由sin=，直接得出n=,不知道此時是未知量。問題探究交流討論探究

9、問題 激光到底是一種什么樣的光，它為什么有這么大的用途呢? 探究過程： 劉濤:激光是從物質(zhì)的原子中發(fā)射出來的，是受激材料的所有受激原子或分子從高能級躍遷到低能級,發(fā)射同一頻率和同相位的大量光子，以光子的形式把能量發(fā)射出去。而普通的光源，如白熾燈，燈絲中的每個原子在什么時刻發(fā)光，朝哪個方向發(fā)光，都是不確定的，發(fā)出的頻率也不一樣，這樣的光在疊加時，一會兒在空間的某點相互加強(qiáng),一會兒又在這點相互削弱,不能形成穩(wěn)定的亮區(qū)和暗區(qū)，所以不能發(fā)生干涉，而激光是一種人工產(chǎn)生的相干光. 王小華:高度的平行性：激光是幾乎不發(fā)散地前進(jìn)，因此它可以發(fā)射很遠(yuǎn)而不發(fā)散，所以它能夠保持它的能量。 高度的單色性:由于激光通常

10、是在極窄的頻率范圍之內(nèi)，所以顏色幾乎是完全單一的，它的單色性是比較好的單色光的104107倍. 很高的亮度:因為激光的能量高和方向集中，所以亮度很強(qiáng),目前大功率激光器的單色亮度是太陽光的單色亮度的1016-1019倍。 李東:高度的相干性：激光的頻率或單色性相同,相位也相同，所以極易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。高的光子簡并度：大功率激光器發(fā)出的激光，比可見光的簡并度大10171019倍（簡并度是同一量子態(tài)內(nèi)性質(zhì)相同的光子數(shù)).探究結(jié)論:由于激光具有以上特性，所以激光常用于工業(yè)的切割和打孔，醫(yī)療上的手術(shù)刀，軍事上的激光槍和激光炮，通訊上的光纖通信,農(nóng)業(yè)上的激光育種等等。實驗論證探究問題 自第一臺紅寶石激光器以來,各種各樣的激光器相繼問世,它們可以產(chǎn)生不同功率、不同波長的激光,激光有哪些特性呢？探究過程:實驗原理：利用激光和普通光源進(jìn)行對比探究激光的特性。實驗器材：激光筆一支 手電筒一個實驗過程：1.同時讓激光束和手電筒光束射到空氣中，觀察在傳播方向、顏色、亮度等方面有什么不同。 手電筒光束分散,而激光束高度