人教版高中物理选修3-4课件激光

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高二物理选修3-4 13.8 激光 LI

物体发光的微观机理
物质中的原子受到激发以后，原子能量增加，物质中的原子受到激发以后，原子能量增加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向低能态跃迁的过程中，会发出光。过程中，会发出光。普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯）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自发辐射。光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干立，频率、振动方向、相位不一定相同为光。
激光器
二、激光的特性
1、相干性好（单色性好）相干性好（单色性好）
频率相同、相位差恒定、频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光是相干光相干光。偏振方向一致的光是相干光。激光的频率单一，激光的频率单一，单色的频率单一性比普通光高性比普通光高1010倍。
全息照相
全息照相、全息存储就利用了相干性好的特点就利用了相干性好的特点。全息照相、全息存储就利用了相干性好的特点。
平行度非常好
可在很小空间短时间内集亮度高中很大能量产生高压引起核聚变
课堂小练：课堂小练： 1、受激辐射时，辐射光和照射光具有完全受激辐射时，相同的特性，这些特性是指：相同的特性，这些特性是指：相位，频率，偏振态，相位，频率，偏振态，传播方向。 2、激光的三个主要特性是：激光的三个主要特性是：平行性好（方向性好）平行性好（方向性好） ______________________， ______________________，相干性好（单色性好）相干性好（单色性好）， __________， __________ 亮度高（光强大）亮度高（光强大） _________。 _________。

高中物理选修3-4第五章3光的衍射与偏振及激光

图2
二、光的偏振
返回
答案会看到在旋转Q时光的亮度发生变化. 偏振片的作用类似于1中狭缝的作用，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过.当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强；当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q.
二、光的偏振
返回
要点提炼
1.横波、纵波的判定方法 (1)直接看质点的振动方向与波传播方向的关系.若互相垂直，为横波；若平行，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振
一、光的衍射
返回
3.衍射图样的特点 (1)单缝衍射图样的特点： ①中央条纹亮而宽 .两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱 . ②光的波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大 . ③白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹 .
自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下
面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A.红黄蓝紫 C.蓝紫红黄
图3 B.红紫蓝黄 D.蓝黄红紫
典例精析一、对光的衍射的理解
返回
解析双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样. 答案 B

高中物理选修3-4 第十三章第8节激光

(5)激光育种。用激光照射植物的种子,会使植物产生有益的变异,用于培育新品种。利用激光的亮度高。
(6)引起核聚变。使核聚变能在控制下进行。利用激光亮度高。 (7)激光可以作为武器使用。用以击毁侦察卫星、飞行的导弹、飞机、装甲车等。利用激光的亮度高。 (8)激光作为干涉、衍射的光源,干涉、衍射现象较明显。利用激光的单色性好。
Байду номын сангаас激光
激光及其特性
1.激光激光是原子受激辐射产生的光,激光光束中所有的光子都是相互关联的,它们频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致。 2.特性单色性好、方向性强、亮度高等特点。
激光的应用
1.生活中用激光读取 CD、VCD 等中的信息,还可用于通信。 2.医疗中用激光器进行治疗疾病、整容美容。 3.军事上激光制导、激光测距等。 4.科技上用激光实现热核聚变,研究引力波等。
激光的特性及应用
●问题导引●
激光早已进入我们生活的方方面面。我们知道,每一种商品上都有一组按一定规则排列的粗细不同的黑色线条,这就是此商品的条形码(如图甲所示)。售货员用条形码扫描仪发出的激光对着条形码扫一下,就可以进行结算。你能简单说明其中的道理吗?
提示:售货员用条形码扫描仪(图乙)发出的激光对着条形码扫一下,由于黑条、空白条对激光的反射能力不同,这一商品条形码所反射的激光就把其信息输入电脑,商品的名称、价格就显示在收银机的屏幕上,售货员就可依据显示价格进行结算。

(浙江新高考专用版)2019_2020学年高中物理第十三章光7_8光的颜色色散激光课件新人教版选修3_4

D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度
解析红光的折射率小于紫光的折射率，经过三棱镜，红光的偏向角小于紫
光的偏向角，则a侧是紫色光，b侧是红色光，A错；
由题图知a侧光的偏向角大，三棱镜对a侧光的折射率大，a侧光的波长小，B
对，C错；三棱镜对a侧光的折射率大，由v＝nc 知，在三棱镜中a侧光的传播速度小于b侧光的传播速度，D错.
答案进入棱镜时，靠近法线.射出棱镜时，远离法线.用白光做实验，会看到屏上出现彩色光带.
知识深化
1.衍射时的色散
白光的衍射条纹是彩色的，是因为白光中包含了各种颜色的光，且各种颜色的光的波
长不同，致使不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了.
2.折射时的色散
如图2所示，白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：
答案相干性强、平行度好、亮度高.
例4 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非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维
中传递信息的 B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点
√C.医学中用激光做“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
的时间内集中很大的_能__量__
激光做“光刀”，激发核聚变等
2.全息照相 (1)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. (2)原理：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理.

人教版高中物理选修3-4课件13.7《全反射》精品(第1课时)

i’，折射角为r。因为是从光密介质射向光
疏介质，r>i’
当S移动时，入
r
射角i增大，则
H2O
来自百度文库
C i’i
反射角和折射角都增大
S
若入射角继续增大呢？
当入射角增大到C时，折射角刚好增达到900。
下面让我们通过演示实验，看一看将会发生什么现象。实验：让一束激光从半圆形玻璃砖的弧面沿半径射到AB界面的O点。（如图）
旋转玻璃砖，改变入射角i，我们可以看到：
折射角为900时的入射角叫做临界角，用C表示。
入射角i增大时，折射角r也增大，折射光线越来越暗，反射光线却逐渐变亮；当入射角i增大到某一角度时，折射角r 达到900，折射光线就完全消失了，只剩下反射光线，这种现象叫全反射
可见：入射角增大的过程中，折射角也增大，这是一个量变过程；当入射角达到临界角和大于临界角时，就引起质变，出现了全反射现象。
所以光在两种介质界面不一定同时存在着反射和折射现象。
请同学们思考下面几个问题：
1、如果激光束从空气直接射到玻璃砖的直径AB界面上，还会不会发生全反射？ 2、要满足什么条件，才可以发生全反射呢？ 3、对于某种介质，它的临界角是多大呢？
4、你在家里是不是可以自己完成上面的实验呢？
发生全反射的条件： 1、光必须从光密介质射向光疏介质

《激光》人教版高中物理选修3-4PPT课件

二、激光的特性及应用
前苏联更超前于美国,曾先后进行过十八次反卫星实验,1975年曾照瞎了美国位于印度洋上空一预警、通信卫星，美提出强烈抗议，苏联说没有这回事，美只好吃了一哑吧亏。
90年代举世瞩目的“星球大战计划”中的定向能武器就是一种高能激光武器，现转称为“美国国家导弹防御计划”，仍在大力研究。
典型例题
C 【例1】激光全息照相技术主要是利用激光源自文库哪一种优良特性（
）
（A）亮度高
（B）方向性好
（C）相干性好
（D）抗电磁干扰能力强
典型例题
B 【例2】下面关于普通光和激光的特点叙述正确的是（）
（A）前者是相干光，后者是非相干光。（B）前者是非相干光，后者是相干光。（C）都是相干光。（D）都是非相干光。
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人教版高中物理选修3-4
第十三章光
感谢各位的聆听
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人：XXX 时间：2020.5.25
二、激光的特性及应用
特点
作用
应用实例
相干光
可进行调制、传递信息
光纤通信
平行度非常好
传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速
可会聚于很小的一点，记录信息密度高
激光雷达
DVD、CD、VCD机，计算机光驱
亮度高

物理人教版高中选修3-4人教课标版高中物理选修3-4第十三章光第四节光的颜色色散PPT课件

太阳光（白光）不是单色光，是由各种色光混合而成的。
选修 3 4 13.7 －光的颜色色散
现象：白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带（红光在上端，紫光在最下端)
结论： ①白光是由不同颜色的光组成的。 ②棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。
光谱
5．光谱：复色光被分解后，各种色光按其波长（频率）有序排列起来，称为这种复色光的光谱。
选修 3 4 13.7 －光的颜色色散
利用下图光谱可以知道是太阳光由哪些波长的光组成。
彩虹的形成
彩虹是怎样形成的呢？
选修 3 4 13.7 －光的颜色色散
彩虹答: 雨后的天空悬浮有大量的细小水珠，太阳光照射到这些小水珠上时，发生色散，被分解成绚丽的七色光。因此，有时我们能看见太阳光和小水珠建造起的——彩虹。
彩虹－－摄于西藏阿里高原
彩虹
选修 3 4 13.7 －光的颜色色散
多彩的世界
选修 3 4 13.7 －光的颜色色散
地上的油膜
肥皂泡
自学指导
什么叫光的色散?光的颜色由哪一个量决定?七色光中按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，其波长、频率、波速、折射率如何变化？什么叫光谱？薄膜干涉是如何形成的？你能举出日常生活中薄膜干涉的实例吗？什么是棱镜？常用棱镜的横截面是什么形状？三棱镜对光线有什么作用？若组成棱镜的材料相比周围介质是光疏介质时，则三棱镜对光线的控制作用会发生什么变化？

高中物理第十三章光13.7光的颜色、色散13.8激光课件新人教版选修3-4

【解析】同一种介质对不同颜色的单色光的折射率不同．介质对频率大、波长短的光的折射程度大．红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光的频率依次增大．由图可以看出，a侧光偏折得较厉害，三棱镜对a侧光的折射率较大，所以a侧光是紫光，波长较短，b侧光是红光，波长较长，因此A 错，B、C正确；又v＝c/n，所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，D错．
新知预习一、光的颜色与色散 1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同． 2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象． 3．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色源自文库按其波长的有序排列．
二、色散 1．薄膜干涉中的色散： (1)薄膜干涉中相干光的获得：光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的频率、恒定的相位差及振动方向． (2)薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后相互削弱，于是出现暗条纹． 2．衍射时的色散：用白光进行衍射实验时，得到的是彩色条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的位置不同造成的．
应用光纤通信
精确的测距；读取光盘上记录的信息等用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等
2.全息照相： (1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息． (2)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．这要求参考光和物光必须具有很高的相干性． (3)观察全息照片时要用激光照射照片，从另一侧面观察．

高中物理：第13章光课件(新人教选修34)

x l
d
其中，波长用λ 表示，d表示两个
狭缝之间的距离，l为挡板与屏间的距
离．
二、观察双缝干涉图样
实验步骤：
1、安装双缝干涉仪 2、单缝到双缝的距离为5-10cm 3、通过目镜，可看见白光的双缝干涉条
纹
4、放红光虑光片，观测红光的双缝干涉条纹
调节d比较△x的变化换绿色虑光片 5、测量出n条亮条纹间距a 6、察看说明书，得出d和L 7、代入公式，求出波长
和计算有关的问题. ❖ 5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题. ❖ 6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有
关的计算. ❖ 二、能力目标 ❖ 1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题. ❖ 2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的
关系，并能用来进行有关的计算.
❖ 三、德育目标
sinθ1/sinθ2
1.49 1.49 1.49 1.49 1.49 1.51 1.50 1.51
♂
4、折射率
强调说明：
定义式：
n=
sini sinr
（1）折射率-----是光从真空射入某种介质中
时的折射率
（2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定的介质，n是定值，不能说 n∝sini或n∝1/sinr
1
探究：
2
3
入射角和折射角有什 4

人教版高中物理选修3-4课件第十三章第七、八节光的颜色色散、激光

【答案】 A 【方法总结】解决不同色光的折射问题关键是把握折射率与色光波长、频率的关系．
跟踪训练1 (2013·高考福建卷)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )
解析：选B.解答本题首先要搞清楚七种色光在同一介质中折射率的大小关系，其次还要明确三棱镜有使光线向底边偏折的作用．在玻璃中，有n红<n紫，所以在玻璃中，红光的折射角大于紫光的折射角，故选项A、C错误；三棱镜有使光线向底边偏折的作用，折射率越大的光，越偏向底边，故选项B正确，选项D错误．
【题后反思】了解激光的特性和应用．激光的特点是频率单一、相干性好，可用来像无线电波那样进行调制传递信息；平行度高、方向性好，可用来测量超远距离、刻制光盘；亮度高、强度大，可用来充当手术刀切除肿瘤．
跟踪训练3 将激光束的宽度聚焦到纳米极(10－9 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的( ) A．单色性好B．平行度好 C．粒子性D．高能量解析：选BD.激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围内；激光的亮度高、能量大，故可修复器官．
短的时间内集中很大的 _能__量____
用激光束切割、焊接;医学上可以用激光做“光刀”;

教科版高中物理选修3-4《光的折射定律》参考课件

4．折射率 n 是反映介质光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身的物质结构及光的颜色决定，
与入射角、折射角的大小无关．公式 n＝ssiinnri是折射率的定义式，不能认为折射率 n 与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比．
特别提醒：(1)折射率的定义式中i为真空中光线与法线的夹角，不一定是入射角；r为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角． (2)介质的折射率与介质的密度没有必然联系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较
课堂互动讲练
光的反射、折射光路的计算例1 (成都模拟)如图4－1－2所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝ 3 ，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑．求两个光斑之间的距离L.
图4－1－2
图4－1－3
核心要点突破
一、对光的折射定律的理解 1．光的折射现象的认识如图4－1－1所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB.另一部分光进入第二种介质，并改变了传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象，光线OC称为折射光线．折射光线与法线的夹角称为折射角r.
三、介质的折射率
1．定义：光从_真__空__射入某Biblioteka Baidu介质发生折射时，

高中物理第十三章光(第5课时)光的颜色、色散、激光

• 第5课时光的颜色、色散、激光
• [研究学考·把握考情]
知识内容
光的颜色、色散
考试要求加试b
1.知道光的颜色由频率决定，知道白光是由多种色光组成的
教学 2．了解光在双缝干涉、薄膜干涉、衍射及折射时的色散现要象及成因求 3．知道不同色光在同一介质中的传播速度、折射率都不同
4．了解薄膜干涉的原理及应用
• 答案 ACD
()
• 图1
•
解析铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，
在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反
射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度
处形成亮条纹，所以干涉条纹应是水平的。
•
答案 D
• 知识点三衍射及折射中的色散
• [基础梳理]
• 1．衍射中的色散
•
用白光做衍射实验，得到的条纹是
• 解析激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，选项A正确；激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工、激光医疗、激光美容、激光武器等，选项B错误；由于激光亮度高、能量大，在切割皮肤的同时，也能杀灭细菌，所以选项C正确；激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它记录了光的相应信息，所以看起来立体感较强，选项D正确。
频率
•
光相照位在差厚度不同的薄膜上时，前后两个面的

高中物理,选修3---4,第十三章光,全章课件汇总

1 2
θ1
θ2
3
4
选修3—4 第十三章光
§13.2
全反射
不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质．
几种介质的折射率
介质
A θ1 O θ2 N' B
空气
N
玻璃
③当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角 ④当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角
空气
⑤
当入射角增大时，折射角也随着增大
水
光由空气射入玻璃时入射角θ1和出射角θ2的数值表:
1
入射角
折射角
θ
1
/ θ
2
sinθ 1/sinθ
某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度之比：
c n= v
（n＞1）
如图一个储油桶的底面直径与高均为d．当桶内没有油时，从某点Ａ恰能看到桶底边缘的某点Ｂ。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿ＡＢ方向看去，恰好看到桶低上的点c，ＣＢ两点距离d/4．求油的折射Ａ率和光在油中传播的速度．
角由该介质射入空气时，折射角为
多少？
应用1：
测定玻璃的折射率
实验原理: 折射定律
用插针法确定光路，找出与入射光线相对应的折射光线；测出入射角θ1 和折射角θ2；根据折射定律计算出玻璃的折射率n

高中物理人教版选修3-4课件：13.3 光的干涉

题后反思:判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹, 要看该点到两个光源 (双缝)的路程差(光程差)与波长的比值, 要记住路程差等于波长整数倍处出现亮条纹, 等于半波长奇数倍处为暗条纹。还要注意这一结论成立的条件是:两个光源情况完全相同。
1 下列说法中正确的是( ) A. 机械波和光波本质上不相同, 但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 B. 托马斯· 杨利用双缝干涉实验有力地说明了光是一种波 C. 光波和机械波一样依赖于介质传播 D. 频率相同的不同种波, 也能发生干涉解析:机械波和光波的产生机制不同, 即本质上有所区别, 但都有波的共性, 即能发生反射、折射、衍射及干涉现象,A 项正确;干涉是波特有的现象, 只要是波就都能发生干涉现象, 托马斯·杨利用光通过双缝装置成功地观察到了干涉图样, 这就有力地说明了光是一种波, 所以选项 B 是正确的;机械波是机械振动在介质中的传播, 而光在真空中就可以传播, 所以 C 项错误;频率相同的不同种波, 也能发生干涉是正确的, 形成干涉的两个必要条件是:频率相同和相位差恒定, 而没有限制波的种类, 因此,D 项正确。答案:ABD
对相干光源的理解
两个光源发出的光满足相干条件, 这样的光源叫相干光源。即相干光源发出的光必须满足: (1)频率相等。 (2)振动方向一致。 (3)相位差恒定。在机械波中, 只要两波源满足频率相等、振动方向一致, 则其相位差一定恒定。因此教材中并没有刻意提出相位差恒定这一条件。但在光波中, 由于光是由大量原子中的核外电子跃迁产生的, 对于两个独立的光源来说, 即使频率相等, 其相位差也不恒定。因此, 在室内打开两盏电灯时, 看不到干涉现象。要想得到相干光源, 必须由一个光源发出光, 然后把它分成两束光, 作为两个波源发出的光。这样这两个波源就成为相干波源了。杨氏双缝干涉实验就采用了这种方法。

2019高中物理第十三章第78节光的颜色色散激光课件新人教版选修3_4

[典型例题] 例 2.[多选]如图甲所示，用单色光照射透明标准板 M 来检查平面 N 的上表面的平滑情况，观察到的图样如图乙所示的条纹中的 P 和 Q 的情况，这说明( )
A．N 的上表面 A 处向上凸起 B．N 的上表面 B 处向上凸起 C．N 的上表面 A 处向下凹陷 D．N 的上表面 B 处向下凹陷
的相位差及相同的振动方向；
②薄膜干涉的原理
光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后
两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现暗条纹。
(2)衍射时的色散
用白光进行衍射实验时，得到的是彩色条纹，
[解析] 利用光的薄膜干涉来检查平面的情况，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成的两列光波发生干涉。如果被检测的面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹就在一条直线上。若是被检测平面的某处凹
下去了，这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲。这是因为凹处的两束反射光的路程差变大，它只能与膜厚一些位置的两束反射光的路程差相同而形成同一级的条纹(路程差相同的干涉条纹为同一级，一般路程差大的干涉条纹级别高，路程差小的干涉条纹级别低)，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹，故 B、C 正确。