人教版高中物理选修3-4 13.8激光
高中物理人教版选修3-4课件：13.8 激光
打长途电话、看 VCD、医院里做手术、煤矿里挖掘坑道……都 用得着激光。那么, 激光到底是什么样的光?它为什么有这么大的用 途呢?
1. 知道激光的概念(不要求知道激光的产生原理)。 2. 能列举实例阐述激光的三个特性。 3. 观察全息照片, 了解全息照相的原理。
1. 激光的特点及其应用 (1)第一特点高度的相干性:只有频率相同、相位差恒定、偏振 方向一致的光才是相干光。 激光是一种人工产生的相干光, 具有高度 的相干性, 这是它的第一个特点。 (2)第二特点平行度好:在传播很远的距离后仍保持一定的强度, 可以会聚到很小的一点。 (3)第三特点亮度高:它可以在很小的空间和很短的时间内集中 很大的能量。 (4)激光的应用:应用相干性, 激光能像无线电波那样进行调制, 用来传递信息;应用平行度好, 精确测距, 计算机中的光储存技术;应 用亮度高, 工业上的切割和焊接, 医学上的切割和“焊接”。
类型
激光的特点
【例题】在演示双缝干涉的实验时, 常用激光做光源, 这主要是应用 激光的什么特性( ) A. 亮度高 B. 平行性好 C. 相干性好 D. 波动性好 解析:频率相同的两束光相遇才能发生干涉, 激光的相干性好、频率 单一, 通过双缝时能够得到两束相干光。 答案:C
题后反思:由波发生干涉的条件是频率相同、 相位差恒定、 偏振方向 一致, 以及激光的相干性好、频率单一的特点, 很快得出正确选项。
-9
3 下列说法中正确的是( ) A. 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 B. 自然光也可以拍摄全息照片 C. 全息照相过程中, 只有一部分光照射到底片上 D. 全息照相过程中, 有两部分光照射到底片上 解析:自然光不是相干光, 因此不能用来拍摄全息照片。全息照相过 程中, 要把激光分成两部分(参考光和物光)照射到底片上发生干涉, 从而形成全息照片。 答案:AD
人教版高二物理选修3-4第十三章学案设计 13.8《激光》
激光基础知识基本技能1．激光及其特点(1)激光：激光是原子受激辐射产生的光。
发光的频率、偏振方向均相同，两列相同的激光相遇可以发生干涉，激光是相干光，是人工产生的光。
(2)激光的特点①激光是人工产生的相干光。
是频率相同，相位差恒定，偏振方向一致的光。
②激光的平行度好。
即激光的光束高度平行，这样激光的能量就不容易发散，激光在传播很远距离后仍能保持一定的强度。
③激光的亮度高。
通过人工调制的激光可在瞬间集中能量发射在很小的区域内，可以有很大的能量和摧毁力。
正因为如此，不可用激光照射人的眼睛，否则有可能造成视网膜脱落或脱离。
析规律：自然光一般光源发光时，各个原子发出的光子是向四面八方辐射的，它们的频率和振动方向互不相同，而且每个原子每次发光持续的时间很短，下一次发光又会发出频率和振动方向与前一次不同的光子，这样的光子是非相干光，叠加时不会产生稳定的干涉，显示出各个方向的光波强度相同，这种光就是自然光。
【例1】关于激光，下列说法正确的是()A．激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B．自然界中某些天然物体也可以发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象解析：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。
谈重点：全息照相的原理用一束激光照射一个微小颗粒，从小颗粒上反射出来的光波基本上是不断向外扩大的球面波，我们向小颗粒看去，是明亮的一点，用照相机给这个小颗粒照相时，光波通过镜头在底片上形成一个亮点，这一点的亮度与小颗粒反射出来的光强有关。
照相底片可以记录下这一点的亮点，但记不下小颗粒在三维空间的位置，故印出来的照片上也只有一个亮点，看起来没有一点立体感觉。
高中物理 第十三章 光 第8节 激光教案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案
13.8激光物理核心素养主要由“物理观念〞“科学思维〞“科学探究〞“科学态度与责任〞四个方面构成。
教学目标〔一〕物理观念1.了解激光的特点；了解激光的应用。
2.通过阅读，收集整理相关资料，认识激光的特点和应用.〔二〕科学思维、科学探究〔三〕科学态度与责任通过对激光应用的学习，使学生感受到科学知识的无究力量，培养热爱科学的品质.教学重点与难点激光的特点以及激光的应用教学方法1.通过对自然光的分析，提出激光的相干性.2.通过学生课前阅读，初步了解激光的特点及广泛应用.3.通过收集激光方面的材料，讨论交流，进一步掌握激光的特点及应用知识.4.通过观看录像，进一步加深对激光知识的了解.教学过程引入新课：课前大家已经阅读了课文，了解了激光是自然界没有的光，首先我们来看看它与自然光有什么不同。
新课教学：通过上表的比较，同学们可以看到，激光的第一个特点就是它是一种人工相干光。
二、激光的特点1.激光激光是原子受激辐射产生的光。
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。
激光是相干光，激光是人工产生的光。
2.激光的产生在现代科技中用激光器产生激光。
激光一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光。
1958年，激光问世。
3.激光具有的特点〔1〕相干性好所谓相干性好是指容易产生干涉现象。
普通光源发出的光〔即使是所谓的单色光〕频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件，所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。
〔2〕平行度非常好与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。
现在利用激光测量地月距离精确度已达到1m。
〔3〕激光的亮度非常高他可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。
如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。
【高中物理】高中物理-第十三章-8激光教案-新人教版选修3-4
激光知识目标1、了解什么是激光和激光的特性．2、了解激光的应用．能力目标培养自主学习能力情感目标通过组织学生从不同的媒体中学习有关激光的知识同时，让学生了解我国的科学事业，培养学生的爱国热情．教学过程一、激光的特点1、相干性好2、平行度好3、亮度高二、激光的应用1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取vcd机、CD唱机、和计算机的光盘、切割金属、打孔、医学上切除肿瘤等3、利用亮度高：军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等三、全息照相全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。
高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。
（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。
特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。
切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。
不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。
填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。
②对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。
③对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。
物理：13.8 激光 课件(人教版选修3-4)
课标定位
第 课前自主学案 八 节 激 核心要点突破 光 课
课标定位 学习目标：1.知道激光和自然光的区别． 知道激光和自然光的区别． 学习目标： 知道激光和自然光的区别 2．了解激光的特点和应用． ．了解激光的特点和应用． 重点难点：激光的特点和应用． 重点难点：激光的特点和应用．
解析：选ACD.激光平行度好，即使在传播了很 解析： 激光平行度好， 激光平行度好 远的距离之后，它仍保持一定的强度， 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， 正确 激光的亮度高， 正确； 用于激光测距，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、 分集中，可用于金属加工、激光医疗、激光美容、 激光武器等， 错误 由于激光亮度高，能量大， 错误； 激光武器等，B错误；由于激光亮度高，能量大， 在切割皮肤等的同时，也能杀灭细菌，所以C正 在切割皮肤等的同时，也能杀灭细菌，所以 正 激光具有很高的相干性，可用于全息照相， 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位信息， 由于它记录了光的相位信息，所以看起来跟真的 一样，立体感较强， 正确 正确． 一样，立体感较强，D正确．
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 2．下列说法正确的是 ) ．下列说法正确的是( A．激光可用于测距 ． B． 激光能量十分集中 ， 只可用于加工金属材 ． 激光能量十分集中， 料 C． 外科研制的 “ 激光刀 ” 可以有效地减少细 ． 外科研制的“ 激光刀” 菌的感染 D．激光可用于全息照相，有独特的特点 ．激光可用于全息照相，
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 1． 在演示双缝干涉的实验时 ， 常用激光作光 ． 在演示双缝干涉的实验时， 这主要是应用激光的什么特性( ) 源，这主要是应用激光的什么特性 A．亮度高 B．平行性好 ． ． C．单色性好 D．波动性好 ． ． 解析： 解析：选C.频率相同的两束光相遇才能发生干 频率相同的两束光相遇才能发生干 激光的单色性好，频率单一， 涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时 能够得到两束相干光． 能够得到两束相干光．
13.8 激光-人教版高中物理选修3-4教案
13.8激光教案【学习目标】1．知道激光和自然光的区别．知识回顾：1.我们要切开木头用什么工具？答：用的是锯子2.我们要切开非常厚的钢板用的是什么工具？答：用的是激光3.激光和我们平常见到的光有区别吗？答：有区别知识点一、激光激光具有的特点：(1)相干性好．所谓相干性好，是指容易产生干涉现象．普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件．所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹．利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．(2)平行度非常好．与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m．(3)激光的亮度非常高．它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛．(4)激光单色性很好．激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．激光的应用举例与对应的特性：(1)激光雷达．对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和收到反射回波的时间间隔，结合发射的方向，就可探知目标的方位和距离，结合多普勒效应，还可以求出目标的运动速度．(利用激光的平行度好)(2)读盘．激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚点照射DVD碟机、CD唱机、计算机的光盘上，就可读出光盘上记录的信息．(利用激光的平行度好)(3)医用激光刀．可以用于医疗的某些手术上，具有手术时间短、损伤小、不会引起细菌感染、止血快等优点．(利用激光的亮度高)(4)切割金属等难熔物质．用激光可以产生几千万度的高温，使最难熔的物质也可在瞬间汽化．(利用激光的亮度高)(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，用于培育新晶种．(利用激光的亮度高)(6)引起核聚变．使聚变能在控制前提下进行．(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)作为干涉、衍射的光源．干涉、衍射现象明显．(利用其单色性好)光源发射光子数的计算：从能量转化的角度思考，设光源的功率为P，经过时间t，则光源发射的光子数N由E Nhv＝和E Pt＝，可知PtNhv ．激光武器：激光武器分为激光制导炸弹和激光热武器两种．激光制导炸弹在攻击目标时，由目标指示飞机发射激光，照射目标，由运载机投弹，制导炸弹则根据从目标反射回来的激光飞向目标．这种炸弹偏离目标不大于10m．而普通炸弹则通常平均偏离目标在100 m左右．激光热武器是利用激光的热效应来破坏目标的．轻型的激光热武器可称为激光枪，可用来杀伤人员，重型的称为激光炮，可烧毁装甲车、飞机、导弹和卫星等．激光热武器的优点是速度快，命中率高．缺点是不能大面积的摧毁目标．制造激光热武器要求有大功率的激光器，目前有一些技术难题尚未完全解决，还处于研制阶段．医疗：用激光可以治疗眼疾，如视网膜“焊接”、虹膜切除、角膜移植、治疗青光眼等．激光在皮肤科、五官科、妇科、肿瘤科、外科等方面也得到了应用．可治疗黑色素皮肤癌、血管肿瘤、“焊接”骨骼．外科用激光作为手术刀来切割组织，其优点是可以自动止血、伤口基本无菌、伤口愈合快．利用光导纤维传输激光，制成激光内窥镜来检查肠胃的病变．例题一.一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为—个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为111.010s ⨯－，波长为694.3 nm ，发射功率为101.010W ⨯．(1)每列光脉冲的长度是多少?(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每21 cm 吸收能量达到60 J 以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积为250 mm ，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失?【答案】见解析【解析】(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间．一个光脉冲长度81133.0101.0103.010(m)l c t ∆=⋅∆=⨯⨯⨯⨯－－=． (2)一个光脉冲所携带的能量10111.0101.0100.1(J)E P t ∆=⋅∆=⨯⨯⨯－=． 消除面积为250 mm 的色斑需要光脉冲数为222/=60 J/cm 5010cm /0.1 J=300()n E S E =⋅∆⨯⨯－个．【总结升华】注意本题中激光器发射的激光波长属于可见光中红光波段；每列光脉冲的长度远大于光的波长．抓住能量的转化与守恒是解题关键．课堂练习一：某脉冲激光器的耗电功率为3210W ⨯，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为810s －，携带的能量为0.2J 。
高中物理人教版选修3-4第13章第8节教案设计《激光》教案设计
激光【教课目的】知识与技术： 1.认识激光和自然光的差别 .2.经过阅读，采集整理有关资料，认识激光的特色和应用 .过程与方法： 1.经过课外阅读，采集整理有关激光应用的资料，培育加工办理信息的能力.2.经过对激光的特色及应用的学习，培育应用物理知识解决实质问题的能力.感情、态度价值观：经过对激光应用的学习 ,使学生感觉到科学知识的无究力量 ,培育热爱科学的质量 .【教课重难点】重点：激光与自然光的差别以及激光特色和应用.难点：激光与自然光的差别.【教课方法】1.经过对自然光的剖析，提出激光的相关性.2.经过学生课前阅读，初步认识激光的特色及宽泛应用.3.经过采集激光方面的资料，议论沟通，进一步掌握激光的特色及应用知识.4.经过观看录像，进一步加深对激光知识的认识.【教课器具】激光手电筒、投影仪、三段有关激光的录像资料.【教课过程】（一）引入新课教师：课前大家已经阅读了课文，认识了激光是自然界没有的光，第一我们来看看它与自然光有什么不同.（二）新课教课一 .自然光和激光（投影）自然光（比如白炽灯）激光原子发光方向，时辰不确立；频频次同样；能发生干预（双缝干率不同样；不可以发生干预；非相涉实验）；人工产生的相关光干光都是原子受激发处于不稳固状态发射出来的教师：经过上表的比较，同学们能够看到，激光的第一个特色就是它是一种人工相关光. 激光还有很多与自然光不同的特色，下边请同学们将自己阅读课文整理的表格展现出来.（教师巡视，大多数同学整理得很好，选出比较全面的一组投影（如表20— 2）老师简单解说）教师：其实，激光的应用远不只这些，并且还在快速发展，这方面的介绍好多，下边请大家依据课前采集的资料，展开讲堂沟通.二 .激光的应用（分组介绍，同时教师提炼重点并板书，以调换学生的踊跃性.）第一组（投影资料）我们组采集整理了激光在相关性方面的特色，激光是相关光.可用来进行光的干预、衍射等实验（科学实验），因为原子的发光不是无穷制连续的，每一次发光与下一次发光总有一个时间间隔，只有同一光源在同一发光时间间隔内发出的光，在空间某点相遇时才会发生干预，所以原子发光的均匀时间间隔称为相关时间，在相关时间内光的行程称为相关长度，激光的相关长度可达几十千米，相关性较好.第二组（投影资料）我们组整理的信息中，激光的另一特色是激光的亮度特高，最近几年研制出的强激光的亮度要比太阳亮100 亿倍以上 .激光器发出的激光是集中在沿流传方向的一个极小的发射角内，亮度就会比同功率的光源高几亿倍，在极短时间内会辐射出巨大的能量，齐集在一点时可产生几百万甚至上千万度的高温.第三组除了前面两组介绍的两个特色外，还有一个特色就是激光的单色性好，自然界找不到频次“纯净”的光，各样频次的光老是混淆在一同的.但因为激光器中光学谐振腔的干涉作用，只有那些知足谐振腔共振条件的频次才能形成激光输出，不知足共振条件的频次，都在谐振腔内干预相消了，所以激光的频次单调，单色性特别好，拿氦氖气体激光器来说，它产生的光波长范围不到一百亿分之一微米，完整能够视为单调而没有误差的波长，是极纯的单色光 .第四组我们组采集的资猜中，除了前面三组讲的，还有一点，激光的方向性好，一般的手电筒或探照灯聚光固然很好，看上去它们射出的光束是笔挺的，但在一两公里后，光芒就发散成很大一片，亮度显然减弱 .而激光射到这个距离上基本没有发散，激光是方向最一致、最集中的光 .［师］前面几组同学从激光的特色角度阅读采集了好多资料，都比较好，固然此中有些资料我们不可以完整弄懂，但此后我们还有好多学习时机，到时能够更进一步理解.下边我们再来沟通激光应用方面的资料 .第五组（阅读）激光拥有很高的能量，所以它是精细机械加工特别是微电子工业加工不可缺乏的工具，用激光对金属打孔、切割、焊接、淬火，激光取代机械刀具和刻刀直接加工大型和微型元件，拥有一般机械加工不行比较的特色.利用它能够在坚硬的资料上打直径0.1mm到几微米的小孔 .激光钻孔不受加工资料的硬度和脆性的限制，并且钻孔速度异样快，能够几千分之一秒甚至几百万分之一秒内钻出表面十分齐整光洁的小孔，激光快速自动成型技术，能够控制激光束将资料逐层“烧结”而形成实体部件或模具、模型.它可快速制成精密复杂或不规则图案的机械部件.我国已经研制成功激光快速自动成型机，标记着我国已经掌握了这项新技术，并快速进入国产化、商品化阶段.第六组（阅读）激光在农业生产上也有宽泛应用，用激光照耀农作物种子，可引发遗传变异，缩短种子抽芽时间，育出的秧苗生长比较快，长势好，粗壮且均匀齐整，改良了农作物生长性能，提升产量.把激光技术引入果树裁培，能改进水果质量，提升水果产量.用激光照耀牲口家禽鱼类，能促使生长发育等.激光在临床医学上的应用相当宽泛，“激光刀”能有效地局部加热凝结血管，出血少. 并且“刀”不与组织接触，不用消毒，激光刀很尖利，切割软组织和硬组织都同样快捷，还可应用激光对穴位照耀，给穴位输入能量，无痛、灭菌、快速、安全.第七组（阅读）激光在信息家产领域有侧重要应用.在光纤通讯中，激光作为信息高速传输的载体作通讯载波.它仍是信息高速办理的载体，光学计算机有着一般计算机没法比较的长处，这类计算机运算速度高，传输信息量大，激光应用在信息储存领域，使大容量、高密度信息储存成为可能，像课本上介绍的DVD 其实是一种储存数据的磁性媒体，它能够双层双面使用，运转时间高达484 min ，储藏量是VCD 的几十倍甚至数十倍，可多达17GB.第八组（阅读）当前，激光已成为重要的战略武器，在国防军事领域有着宽泛的应用，比如激光测距、激光雷达、激光制导、激光模拟等技术的应用.激光武器包含激光致盲武器、激光扰乱武器、激光防空武器等，这些武器对现代战争产生了深远影响.激光制导炸弹能快速正确无误地击中目标.用激光点燃核燃料是当前各国科学家竞相研究的重要课题，估计在2010 年左右能够用激光实现核聚变，能源危机问题有望获得根本解决.教师：同学们课前做了好多准备，阅读了大批有关资料，必定很有收获.我也给大家收集了部分与激光有关的录像资料，请大家看一看.（师生共同观看录像）（三）小结。
人教版物理高二选修3-4 13.8激光同步练习B卷
人教版物理高二选修3-4 13.8激光同步练习B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共36分)1. （3分）纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除．在上述技术中，人们主要利用了激光的（）A . 单色性B . 单向性C . 亮度高D . 粒子性2. （3分）关于激光，下列说法正确的是（）A . 激光在自然界中普遍存在B . 激光是相干光C . 激光的平行度好D . 激光的亮度高3. （3分）国家836计划中的一个重点项目中所研究的X光激光（频率范围很窄的高强度X射线）有着广泛的应用前景，用X光激光给细胞“照相”，以下激光的哪些特点属于次要因素（）A . 杀菌作用B . 化学作用C . 波长短D . 能量高4. （2分）下列说法不正确的是（）A . 天空呈蓝色是因为波长大的光容易被大气色散B . 傍晚阳光比较红是因为红光和橙光不容易被大气吸收C . 微波炉的原理是电磁感应D . 利用激光加工坚硬材料5. （3分）下列说法正确的是（）A . 红外线能使荧光物质发光，所以可以用作防伪B . 利用激光的平行度好，可以用激光来测距C . 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D . 光的偏振现象说明光是纵波6. （2分）下列说法中正确的是（）A . 雷达发出的无线电波和海豚发出的超声波传播速度相同B . 激光全息照相主要是利用了激光相干性好的特性C . 用双缝干涉测某种光波的波长时，仅减小双缝间的距离，条纹间距将减小D . 摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射现象7. （2分）让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用光的（）A . 平行度好，可以会聚到很小的一点上B . 相干性好，可以很容易形成干涉图样C . 亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D . 波长短，很容易发生明显的衍射现象8. （2分）在激光的伤害中，以机体中眼睛的伤害最为严重．激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤，一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明，激光对眼睛的危害如此之大的原因是（）A . 单色性好B . 高能量C . 相干性好D . 平行度好9. （2分） (2019高二下·湖州期末) 关于激光的应用，下列说法正确的是（）A . 全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理B . 利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距C . 由于激光平行度好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息D . 利用激光亮度高，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜10. （2分）纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的（）A . 单色性B . 方向性C . 高能量D . 粒子性11. （3分）关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（）A . 相干性好B . 平行度好C . 强度大D . 易色散12. （2分）一束激光以入射角i=30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示，如果反射光斑位置向右移动了2cm，说明液面（）A . 上升了 cmB . 上升了 cmC . 下降了 cmD . 下降了 cm13. （3分）下列说法正确的是（）A . 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B . 全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C . 如果地球表面没有大气层覆盖，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些D . 已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，红光从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大14. （2分）对于激光下列说法正确的是（）A . 同一束激光一定是相干光B . 同一束激光不一定是相干光C . 同一束激光可能包含几种颜色的光D . 激光的速度比一般的光大15. （2分）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 . 都是非相干光二、填空题 (共5题；共10分)16. （2分）利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的因糖尿病引起视网膜病变的患者都可以避免失明的严重后果，一台功率为10W的激光器，能发出波长λ=500nm的激光，用它“点焊“视网膜，每次”点焊”需要2×10﹣3J的能量，则每次“点焊”视网膜的时间是________，在这段时间内发出的激光光子的数量是________．（普朗克恒量h=6.63×10﹣34 J•s，结果保留一位有效数字）17. （4分） (2019高二下·天津期末) 激光具有高度的________性，它的________好、________高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。
【最新人教版】【人教版】(高考)高中物理(选修3-4)：13.8《激光》精品教案(含答案)
课时13.8激光1.知道激光与自然光的区别。
2.了解激光的特点及其应用。
3.知道全息照相的原理,体验现代科技的神奇,培养对科学的兴趣。
重点难点:激光的特性和实际应用,激光和自然光的区别,全息照相的原理。
教学建议:本节主要讲解激光的特点及其应用,以及全息照相技术。
只要求学生对激光有所了解,知道激光和自然光的区别,但不给激光下定义,更不讲激光产生的机理。
关于全息照相的原理,要理解相位差是形成立体图像的根本原因。
导入新课:激光最初的中文名叫作“镭射”“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。
意思是“通过受激辐射光扩大”。
激光应用很广泛,你知道有哪些应用吗?1.自然光与激光(1)光是从物质的①原子中发射出来的。
原子获得能量后处于②不稳定状态 ,它会以光的形式把能量发射出去。
普通的光源原子在什么时刻发光、在哪个方向偏振,完全是③随机(填“一定”或“随机”)的,所以两个独立的普通光源发出的光是④非相干光(填“相干光”或“非相干光”)。
(2)激光是一种通过人工方法获得的一种频率⑤相同、相位差⑥恒定、偏振方向⑦一致的光,所以激光是一种相干光。
2.激光的特点(1)相干性:激光是相干光,所以它能像无线电波那样被⑧调制,用来传递信息。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的⑨测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中⑩很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
3.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)拍摄全息照片时将同一束激光分为两部分,一部分直接照射到底片上(称为参考光),另一部分通过被拍摄物反射后再到底片上(称为物光),参考光和物光在底片上相遇时发生干涉,形成复杂的干涉条纹。
高中物理选修3---4第十三章第八节《激光》新课教学课件
全息照相：
参考光
照相底片
物光 物
反射光
同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物 光也到达底片。两者干涉，在底片上形成复杂的干涉 条纹，各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情 形。
照明光
全
息
照
人眼
片
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧观看原物体 的立体的像。
• 用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟 的条纹
选修3—4 第十三章 光
§13.8 激光
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，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向 低能态跃迁的过程中，会发出光。
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。
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型 目标的武器。（现仍在研制阶段）
历史与现状：
1973年春，美军用激光炮一举击落长4.57m 时速482.8Km的飞行靶机; 1976年以用激光炮击落两架飞行于900m 高空的高空无人架驶飞机;
1978年美国陆军用激光炮在1--2Km内击 落正在高速飞行的“结
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，激光雷达 可精确测距测速
可会聚于很小的一点，记录信 DVD、CD、VCD机，
息密度高
计算机光驱
可在很小空间短时间内集中很 激光切割、焊接、
亮度高 大能量
打孔、医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反应
激光的发展史
人教物理选修3-4《13.8激光》[李老师]『市一等奖』优质课
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《激光》教学设计天津市第三十二中学李鹤飞一、学情分析学生已经学习了光的基本知识，知道了光能够发生反射、折射、干涉、衍射、偏振等，掌握了用光的基本理论解决问题的方法。
本节课是激光的应用，侧重于与实际的联系，根据以往的教学经验和学生平时做题情况可知，学生已掌握将理论知识运用到实际生产和生活中的能力。
本班学生已经具备了一定的自学能力，能够理解教材内容，根据教材所讲的内容去生活中寻找激光应用的例子；能够自己查阅资料，自学激光知识。
学生具备较强的交流合作能力，在学习中强化小组合作学习。
本班有一部分女同学物理基础差，在教学中，教师要关注、帮助、引导学习有困难的学生，让他们积极参与到课堂活动中，增加其学习兴趣。
二、学习内容分析本节课是人教版选修3-4第十三章《光》的第八节内容，共分为两部分，第一部分为激光，第二部分为全息照相。
关于第一部分激光，本节主要讲解激光的特点及其应用，既介绍激光在生产、生活中和科学技术中的应用；第二部分全息照相，主要理解全息照相的原理，理解相位差是形成立体图像的根本原因。
本节课对激光的应用侧重于与实际的联系，因此本节课内容是通过学生自主学习，来激发他们探究知识的欲望，从而更加深刻的认识到激光的重要性；通过多媒体展示激光应用的图片和视频，使学生感受学习物理的快乐。
本节课对激发学生求知欲、培养学生理论联系实际的能力，帮助学生树立远大志向都具有积极的作用。
三、教学目标知识与技能1、学生能从课本中了解激光的特点及其应用. 2、学生能通过阅读课本及搜集到的资料，总结出全息照相的原理. 过程与方法1、通过阅读课本及搜集到的资料,学生对激光的应用有更深切的了解. 2、通过学习小组寻找生活中的激光,学生更加明确激光的重要性. 情感态度与价值观通过学习激光，学生了解我国科技的发展,体验现代科技的神奇. 四、重难点分析教学重点：激光的特点及其应用。
教学难点：激光的特点及其应用。
解决方法：以引导探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
第13章 8.激光 教材知识梳理 人教物理选修3-4Word版含解析
疱丁巧解牛知识·巧学一、激光的概述激光器的发明是20世纪中的重大科技成就.激光的高亮度、单色性、相干性，使它自1958年问世以来，在短短几十年中就得到了迅速的发展.现在，激光技术已在工农业生产、医疗卫生、通信、军事、文化艺术、能源等许多方面获得了重要应用.要点提示激光是一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光.二、激光的几个特点1.激光是人工产生的相干光激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯.用激光做衍射、干涉实验，效果特别好，激光可以像无线电波那样进行调制，用来传递信息，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物.2.激光束的平行度和方向性非常好利用激光的这一特点，可以根据发射与返回的时间间隔，测量超远距离.还可以利用激光平行度好的特点刻制光盘，这种光盘所记录的信息密度高.3.激光的强度大，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，可使被照射物体在不到千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.激光在医疗上可以充当手术刀切除肿瘤，“焊接”剥落的视网膜；还可以充当武器给对方致命一击.联想发散激光的用途很广，各国科学家正致力于这方面的研究，相信不远的将来，激光会有更大的用武之地.三、全息照相1.基本概念全息照相：能同时记录光波的振幅与位相的照相.全息记录：能使物体各点发出的光波的振幅与位相同时记录下来.全息再现：能使物体各点发出的光波的振幅与位相同时再出现.2.全息照相的原理全息照相与普通照相不同，从它的照片可以看到三维的图象，而普通的照片看到的图象是平面二维的.用于普通照相的感光胶片只能记录物体上各个点发出的光的强度（振幅），而全息照相能够把物体各点发出的光波的振幅与位相同时记录下来，并使之再现，则当这些光波被人眼接收时，眼中的图象将和直接观看物体一样是三维的.深化升华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强度的特点.典题·热题知识点一激光例1关于激光，下列说法正确的是（）A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B.自然界中某些天然物体也可以发出激光C.激光可以像刀子一样切除肿瘤D.由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象解析：激光是用人工方法激发的一种特殊的光，A项正确，B项错误.激光具有方向性好、亮度高、能量强等特点，可以像刀子一样切除肿瘤，C项正确，激光是一种电磁波，只要是电磁波就能发生衍射现象，D项错误.答案：AC方法归纳 了解激光的特性和应用.激光的特点是频率单一、相干性好，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，用来测量超远距离、刻制光盘；亮度高、强度大，用来充当手术刀切除肿瘤. 知识点二 激光的应用例2在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性？（ ） A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光.故本题的正确选项是C 项. 答案：C巧解提示 由波发生干涉的条件是频率相同相差恒定的波，以及激光的单色性好，频率单一的特点，很快得出正确选择.例3如图13-8-1所示，激光液面控制仪的原理是：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，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s 的距离射到B′点，由此可知液面降低了___________________.图13-8-1解析：如图13-8-1所示，入射光方向不变，则i 不变，而O′B′平行于OB.设液面降了h ，据几何关系可得：h=2scoti. 答案：2s coti 方法归纳 作出几何光路图，由光的反射规律和激光的特性可求出结果，从而理解激光液面控制仪的原理.知识点三 光导纤维例4由于激光是亮度高、平行度好、单色好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？解析：要保证不会有光线从侧面跑出来，其含义是不管入射角多大都能在侧壁发生全反射，令入射角等于90°，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就可以求出材料的折射率. 答案：设激光束在光导纤维端面的入射角为i ，折射角为α.折射光线射向侧面时的入射角为β，如图13-8-2所示.图13-8-2由折射定律：n=sin sin i由几何关系：α+β=90° si nα=cosβ由全反射临界角的公式：sinβ=n1 cosβ=211n -要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有i=90°，sini=1.故 n=αsin sin i =βsin sin i=2111n -=12-n n解得n=2光导纤维的折射率应为n≥2.误区警示 本题一般在解答中存在的问题有：一是不会对光线变化过程进行分析，当入射角i 从零逐渐增大的过程中，折射角α也增大，折射光线入射到壁的入射角β是减小的.如果当i 增大到90°时，仍有β大于等于临界角，题目要求就能满足，其临界条件是i=90°，β=arcsin n1.找不出这个条件，就无法入手解答.二是仅从全反射的条件出发，由sinβ=n1，直接得出n=βsin 1，不知道β此时是未知量. 问题·探究 交流讨论探究问题 激光到底是一种什么样的光，它为什么有这么大的用途呢? 探究过程： 刘涛：激光是从物质的原子中发射出来的，是受激材料的所有受激原子或分子从高能级跃迁到低能级，发射同一频率和同相位的大量光子，以光子的形式把能量发射出去.而普通的光源，如白炽灯，灯丝中的每个原子在什么时刻发光，朝哪个方向发光，都是不确定的，发出的频率也不一样，这样的光在叠加时，一会儿在空间的某点相互加强，一会儿又在这点相互削弱，不能形成稳定的亮区和暗区，所以不能发生干涉，而激光是一种人工产生的相干光.王小华：高度的平行性：激光是几乎不发散地前进，因此它可以发射很远而不发散，所以它能够保持它的能量.高度的单色性：由于激光通常是在极窄的频率范围之内，所以颜色几乎是完全单一的，它的单色性是比较好的单色光的104—107倍.很高的亮度：因为激光的能量高和方向集中，所以亮度很强，目前大功率激光器的单色亮度是太阳光的单色亮度的1016—1019倍.李东：高度的相干性：激光的频率或单色性相同，相位也相同，所以极易产生干涉现象. 高的光子简并度：大功率激光器发出的激光，比可见光的简并度大1017—1019倍（简并度是同一量子态内性质相同的光子数）.探究结论:由于激光具有以上特性，所以激光常用于工业的切割和打孔，医疗上的手术刀，军事上的激光枪和激光炮，通讯上的光纤通信，农业上的激光育种等等.实验论证探究问题自第一台红宝石激光器以来，各种各样的激光器相继问世，它们可以产生不同功率、不同波长的激光，激光有哪些特性呢？探究过程:实验原理：利用激光和普通光源进行对比探究激光的特性.实验器材：激光笔一支手电筒一个实验过程：1.同时让激光束和手电筒光束射到空气中，观察在传播方向、颜色、亮度等方面有什么不同.手电筒光束分散，而激光束高度平行；光传播很远一段距离后，手电筒光束发散得很开，而激光的发散很小.2.同时让激光束和手电筒光束经过三棱镜折射后的传播情况，观察在传播方向、颜色、亮度等方面有什么不同.手电筒光会发生色散，而激光不会产生色散；手电筒光经过三棱镜后很暗，而激光仍然很亮.探究结论:激光的颜色是单一的，传播方向性好，具有高度的平行性，亮度高，能量大.疱丁巧解牛知识·巧学一、简谐运动的回复力1.定义：振动物体偏离平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力叫做回复力.回复力是根据力的效果命名的，它可以是一个力，也可以是多个力的合力，还可以由某个力的分力提供.例如：如图11-3-1，水平方向的弹簧振子，弹力充当回复力.如图11-3-2所示，竖直方向的弹簧振子弹力和重力的合力充当回复力.如图11-3-3，m随M一起振动，m 的回复力是静摩擦力.图11-3-1 图11-3-2 图11-3-3深化升华回复力是根据力的作用效果命名的，它可以是弹力，也可以是其他力（包括摩擦力），或几个力的合力或某个力的分力.进行受力分析时，不要凭空多画一个力——回复力. （1）回复力的大小：与偏离平衡位置的位移大小成正比.（2）回复力的方向：总是指向平衡位置.联想发散位移方向总是背离平衡位置，回复力方向总是指向平衡位置，所以回复力的方向总是与位移方向相反.（3）回复力的效果：总是使质点回到平衡位置.2.简谐运动的动力学特征回复力F=-kx,即回复力的大小跟位移大小成正比，“-”号表示回复力与位移的方向相反.深化升华（1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，则质点的运动就是简谐运动.（2）回复力F=-kx中的k是比例系数，并非弹簧的劲度系数，其值由振动系统决定，对水平弹簧振子，回复力仅由弹簧弹力提供，k即为劲度系数，由弹簧决定，与振幅无关，其单位是N/m.（3）回复力为零合外力不为零（如沿圆弧振动时，物体经平衡位置回复力为零，但合外力不为零）.3.简谐运动的运动学特征：a=-mkx . 简谐振动是一种变加速的往复运动，“—”号表示加速度a 方向与位移x 方向相反. 4.在简谐运动中，位移、回复力、加速度和速度的变化关系. 如下表所示（参照图11-3-4）：深化升华 “端点”是运动的转折点，速度必定为零，平衡位置时速度最大. 学法一得 （1）振动中的位移ｘ都是以平衡位置为起点的，方向总是从平衡位置指向末位置；（2）加速度a 的变化与回复力的变化是一致的，位移、回复力、加速度三个物理量同步变化，与速度的变化步调相反. 二、简谐运动的能量1.概述：简谐运动的能量：做简谐运动的物体在振动中经过某一位置时所具有的势能和动能之和，称为简谐运动的能量.2.做简谐运动的物体能量的变化规律：只有动能和势能的相互转化，机械能守恒.振动过程是一个动能和势能不断转化的过程.如图11-3-5所示的水平弹簧振子，振子在AB 之间往复运动，在一个周期内的能量转化过程是：图11-3-5A→O 弹力做正功，弹性势能转化为动能； O→B 弹力做负功，动能转化为弹性势能； B→O 弹力做正功，弹性势能转化为动能； O→A 弹力做负功，动能转化为弹性势能.不考虑阻力，弹簧振子振动过程中只有弹力做功，在任意时刻的动能与势能之和不变，即机械能守恒.联想发散 对简谐运动来说，一旦供给系统一定的能量，使它开始振动，它就以一定的振幅永不停息地持续振动，简谐运动是一种理想化的振动.3.简谐运动的机械能由振幅决定.简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大.在简谐运动中，振动的能量保持不变，所以振幅保持不变，只要没有能量损耗，它将永不停息地振动下去，因此简谐运动又称等幅振动.要点提示实际运动都有一定的能量损耗，所以简谐运动是一种理想化的振动.深化升华振幅是描述振动强弱的物理量，也是简谐运动的物体能量大小的标志，是描述简谐运动能量的特征物理量.4.在振动一个周期内，动能和势能间完成两次周期性变化，经过平衡位置时动能最大，势能最小；经过最大位移处时，势能最大，动能最小.振动势能可以是重力势能（例如单摆），可以是弹性势能（例如水平方向振动的弹簧振子），也可以是重力势能和弹性势能之和（例如沿竖直方向振动的弹簧振子）.深化升华和以前学习势能时一样都要选取零势能位置.我们约定振动势能以平衡位置为零势能位置.典题·热题知识点一简谐运动过程中基本物理量的变化例1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( )A.振子所受的回复力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减小解析：振子位移是指由平衡位置指向振动物体所在位置的位移，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，而回复力与位移成正比，故回复力也减小，由牛顿第二定律a=F/m得，加速度也减小，物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，正确答案选D.答案：D方法归纳分析回复力变化时，首先要弄清回复力的来源，是由哪些因素引起的，由哪些力构成，如本题是F=-kx.例2如图11-3-6所示为某一质点的振动图象，由图象可知在t1和t2两时刻，质点的速度v1、v2，加速度a1、a2的正确关系为( )图11-3-6A.v1＜v2，方向相同B.v1＜v2，方向相反C.a1＞a2，方向相同D.a1＞a2，方向相反解析：在t1时刻质点向下向平衡位置运动，在t2时刻质点向下远离平衡位置运动，所以v1与v2的方向相同，但由于在t1时刻质点离平衡位置较远，所以v1＜v2，a1＞a2；质点的加速度方向总是指向平衡位置的，因而可知在t1时刻加速度方向向下，在t2时刻加速度方向向上.正确选项为A、D.答案：AD巧解提示处理图象问题时一定要把图象还原为质点的实际振动过程来分析，图象不是振动问题的运动轨迹.知识点二 简谐运动的能量例3 如图11-3-7所示，一弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，平衡位置为O ，已知振子的质量为M ，若振子运动到B 处时将一质量为m 的物体放在M 的上面，且m 和M 无相对运动而一起运动，下述正确的是（ ）图11-3-7A.振幅不变B.振幅减小C.最大动能不变D.最大动能减少解析：当振子运动到B 点时，M 的动能为零，放上m ，系统的总能量为弹簧所储存的弹性势能E p ，由于简谐运动过程中系统的机械能守恒，即振幅不变，故A 选项正确，当M 和m 运动至平衡位置O 时，M 和m 的动能和即为系统的总能量，此动能最大，故最大动能不变，C 选项正确. 答案：AC方法归纳 分析简谐运动的能量问题，要弄清运动质点的受力情况和运动的情况，弄清是什么能之间的转化及转化关系等.例4 做简谐运动的弹簧振子，振子质量为m ，最大速度为v ，则下列说法正确的是（ ） A.从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零 B.从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是零到21mv 2之间的某一个值 C.从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D.从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是零到2v 之间的某一值 解析：振子在半个周期内刚好到达与初位置关于平衡位置对称的位置，两位置速度大小相等，故由动能定理知，回复力做的功一定为零，则A 选项正确，B 选项错误；但由于速度反向（初位置在最大位移处时速度均为零），所以在半个周期内速度变化量的大小为初速度大小的两倍，因此在半个周期内速度变化量大小应为0到2v 之间的某个值，则C 选项错，D 选项正确. 答案：AD方法归纳 简谐运动过程中回复力为变力，因此求回复力的功应选择动能定理；由于速度变化量与速度均为矢量，故计算时应特别注意方向. 知识点三 简谐运动与力学的综合例5 如图11-3-8所示，一质量为M 的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A 和B ，m A =m B =m ，剪断A 、B 间的细线后，A 做简谐运动，则当A 振动到最高点时，木箱对地面的压力为____________________.图11-3-8解析：本题考查简谐运动的特点及物体受力情况的分析.剪断细线前A 的受力情况：重力：mg ，向下；细线拉力：F 拉=mg ，向下；弹簧对A 的弹力：F=2 mg ，向上.此时弹簧的伸长量为Δx=k F =kmg 2. 剪断细线后，A 做简谐运动，其平衡位置在弹簧的伸长量为Δx=kmg处，最低点即刚剪断细线时的位置，离平衡位置的距离为kmg，由简谐运动的特点知最高点离平衡位置的距离也为kmg，所以最高点的位置恰好在弹簧的原长处，此时弹簧对木箱作用力为零，所以此时木箱对地面的压力为Mg. 答案：Mg方法归纳 在一些力学综合题目的处理中，如果能充分考虑简谐运动的对称性，可收到事半功倍的效果.例6如图11-3-9所示，A 、B 叠放在光滑水平地面上，B 与自由长度为L 0的轻弹簧相连，当系统振动时，A 、B 始终无相对滑动，已知m A =3m ，m B =m ，当振子距平衡位置的位移x=2L 时系统的加速度为a ，求A 、B 间摩擦力F f 与位移x 的函数关系.图11-3-9解析：设弹簧的劲度系数为k ，以A 、B 整体为研究对象，系统在水平方向上做简谐运动，其中弹簧的弹力作为系统的回复力，所以对系统运动到距平衡位置20L 时有：k 20L=(m A m B a ，由此得k=8L m a. 当系统的位移为x 时，A 、B 间的静摩擦力为F f ，此时A 、B 具有共同加速度a′，对系统有：kx=（m A +m B ）a′ ① k=08L m a ，a′=02L ax. ② 对A 有：F f =m A a′. ③ ②代入③得,F f =6L m ax. 答案：F f =6L m ax. 方法归纳 本题综合考查了受力分析、胡克定律、牛顿定律和回复力等概念，解题关键是合理选取研究对象，在不同的研究对象中回复力不同.此题最后要求把摩擦力F f 与位移x 的关系用函数来表示，要将物理规律与数学有机结合. 问题·探究交流讨论探究问题 简谐运动图象有哪些应用？ 探究过程:张晴：可以确定振动物体在任一时刻的位移.李小鹏：确定振动的振幅.图象中最大位移的绝对值就是振幅.王冬：确定振动的周期和频率.振动图象上一个完整的正弦（或余弦）图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期.刘霞：确定各时刻质点的振动方向.某时刻质点的振动方向的判断，可以根据下一时刻质点的位置进行判断.赵军：比较不同时刻质点加速度的大小和方向.加速度的大小可以根据位移的大小进行比较，方向始终指向平衡位置.探究结论:任一时刻的位移，振幅，周期；各时刻质点的振动方向；比较不同时刻质点加速度的大小和方向. 思维发散探究问题 怎样判断一个振动是否为简谐运动? 探究思路：分析一个振动是否为简谐运动，关键是判断它的回复力是否满足其大小与位移成正比，方向总与位移方向相反.证明思路为：确定物体静止时的位置——即平衡位置.考查振动物体在任一点受到回复力的特点是否满足：F=-kx.具体处理时可以先找力与位移大小关系，再说明方向关系，也可以先规定正方向同时考虑大小与方向关系. 还要知道F=-kx 中的k 是个比例系数，是由振动系统本身决定的，不仅仅是指弹簧的劲度系数，关于这点，在学过本章的第四节“单摆”后可以理解得更清楚一些. 证明一个振动是否是简谐运动，还可从运动学角度看其加速度a 是否满足a=-mkx，或从位移与时间的关系是否符合正弦规律来判断. 探究结论:方法一：（动力学角度）回复力是否满足其大小与位移成正比，方向总与位移方向相反.方法二：（运动学角度）1.从位移与时间的关系看是否符合正弦规律；2.看位移时间图象是否为正弦曲线.。
人教版 高二物理 选修3-4 第十三章 第八节-激光 导学案设计(无答案)
第八节激光【学习目标】1、通过阅读课本第71页“激光的特点及其应用”能总结出激光的特点并能结合激光的相关特点能说出激光在生活当中的相关应用及与自然光的区别2、通过阅读课本第72页“全息照相”能够说出全息照相的基本原理并能比较出全息照片的特点【自学内容】一、激光的特点及其应用1、激光和激光的产生①发光机理：光是从物质的中发射出来，原子获得能量以后处于不稳定状态，它会以的形式把能量发射出去，普通光源中原子在什么时候发光，超那个方向发光都是的，发出的光的也不一样，这样的光在叠加时就不能发生干涉，是光②激光：原子产生的光，光的方向、频率、偏振方向均它是人工产生的相干光③激光的产生：现代科学技术应用中用产生激光2、激光的特点：①相干性：激光具有频率、、相位差、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，生活应用：②平行度：激光的非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度生活中的应用：激光，读取光盘上的记录的信息等③亮度高：它可以在很小的和内集中很大的生活中的应用：用激光束切割焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核反应等例题1．对激光的认识，下列说法正确的是( )A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界带隳存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光已经深入我们生活的各个方面例题2．利用激光很容易实现光的干涉现象，这是因为( )A．激光的亮度高B．激光的方向性好C．激光的频率、偏振方向几乎相同D．激光的能量集中二、全息照相1、普通的照相技术记录的只是光波的信息，而全息照相技术还可以记录光波的信息2、全息照相机的拍摄利用的是光的原理，使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性3、观察全息照片时要用照射照片，从另一侧观察可以看到原物体的的像例题3.下列说法中正确的是( )A．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B ．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理C ．激光的出现使全息技术得到了长足的发展D ．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术三、激光和自然光的区别1．下列说法正确的是 ( )A ．如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些B ．激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息C ．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D ．从本质上说激光是横波2．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是 ( )A ．激光是纵波B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C ．两束频率不同的激光能产生干涉现象D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离3．下列说法正确的是 ( )A ．激光可用于测距B ．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料C ．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染D ．激光可用于全息照相，有独特的特点4．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA 分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除．(1)这是利用了激光的 ( )A ．单色性B ．方向性C ．高能量D ．粒子性(2)纳米科技是人类认识自然的一个新层次，1 nm 等于 ( )A ．10-6 mB ．10-9 rnC 10-10mD ．10-12 m5．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔△t 、双缝到屏之间距离l 以及相邻两条亮纹间距△x ．若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )A ．t l xv ∆∆=λ B ．t x l v ∆∆=λ C ．t x l v ∆∆=λ D ． x t l v ∆∆=λ。
人教版物理选修3-4学案 13.8 激光
09级班姓名：13．8 激光导学案编写人：邱佳佳审核：高二物理组寄语：透过激光认识人类的伟大！【学习目标】1、了解激光的特点及其应用。
2、知道全息照相的原理，体验现代科技的神奇，培养对科学的兴趣。
【学习重点】了解激光的特点【学习难点】认识全息照相的原理【学习过程】11.普通光源的发光机理及特点1、发光机理：光是从物质的中发射出来的，原子获得能量以后处于不稳定状态，它会以的形式把能量发射出去。
2、特点：普通光源（如白炽灯丝）中的原子在什么时刻发光，朝哪个方向发光都是的，发光的不一定相同，不同原子发出的光没有确定的，这样的光在叠加时就不能发生干涉，是光。
只有相同、恒定、一致的光才是相干光。
二、激光的特点及应用三、全息照相1、普通照相技术所记录的只是光波的信息，而全息照相技术还可以记录光波的信息。
2、全息照片的拍摄利用了光的原理，使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具有很高的相干性。
3、观察全息照片时要用照射照片，从另一侧观察。
【小结反思】09级班姓名：13．8 激光检测卡（A级）1、激光的特点有：、和（A级）2、对激光的认识，下列说法正确的是（）A、普通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、激光已经深入我们生活的各个方面；（A级）3、下列应用激光的实例中错误的是（）A、利用激光进行长距离精确测量；B、利用激光进行通信；C、利用激光进行室内照明；D、利用激光加工坚硬材料；（B级） 4、双缝干涉实验中常用激光做光源，这应用了激光的（） A、单色性； B、平行度好；C、亮度高；D、粒子性；。
高中物理选修3-4教学设计4：13.8 激光教案
13.8激光的教学设计
教学目标：
1、知识与技能：知道激光的特点及其应用，并能应用所学的知识解释简单的现象。
2、过程与方法：通过引导学生分析激光产生的原理，使学生在理解激光特点的同时，学会
辨证、逻辑的思维方法，提高探究意识，提高抽象思维能力；通过实例分析，
提高学生分析、解决实际问题的能力及语言表达能力。
3、情感态度与价值观：通过本节教学，培养学生科学的研究态度及理论联系实际良好学风；
树立科学的人生观、价值观。
教学重点：激光的特点及应用
教学难点：对激光特点的理解
教学方法：讲授法、讨论法、分析法、归纳法、演示法。
教学用具：多媒体课件
教学过程。
物理选修3-4人教新课标13.8激光教案
13.8 激 光【【教教学学目目标标】】1．了解激光和自然光的区别。
2．认识激光的特点和应用。
【【重重点点难难点点】】1．了解激光和自然光的区别。
2．认识激光的特点和应用。
【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件【【教教学学过过程程】】一、自然光和激光1二、激光的特点及其应用1、相干性：可进行调制、传递信息应用：光纤通信、全息照相2、平行度好：可汇聚于很小的一点，记录信息密度高应用：精确测距，DVD 、VCD 、CD 机计算机光驱3、亮度高：可在很小空间短时间内集中很大能量；产生高压引起核聚变应用：激光切割、焊接、打孔、医疗手术；人工控制聚变反应三、全息照相1、应用：激光的相干性2、原理：记录光波的强弱信息和相位信息。
【例1】激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹，含有被摄物体反射的光的所有信息，实现了照片的立体性.若照相时，被摄物体被挡住一部分，通过调整视线仍可看见被挡部分；照片被切开成两半，从一半上仍可看到物体的全像，照片仅像一个观察物体的窗口。
激光全息照相利用了激光________的性质。
答案：相干性好【例2】某脉冲激光器的耗电功率为2×103W ，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10-8 s ，携带的能量为0.2 J ，则每个脉冲的功率为______ W ，该激光器将电能转化为激光能量的效率为______。
答案：2×107 10-3【例3】对准目标发射一个极短的激光脉冲，测出发射脉冲和收到回波的时间间隔，就可求出到目标的距离，这是利用了激光的________。
若测出发射激光脉冲和收到回波的时间间隔为0.1 s ，则可求出距目标________ m.答案：方向性好 1.5×107【【课课外外作作业业】】1、教材：P 5——（3）2、学海导航：P 2——4【【教教学学后后记记】】。
人教版高中物理选修(3-4)-13.8《激光》学案
与讨论
学习小组
代表发言
（3）激光的亮度非常高：可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。所以可用激光束来、以及在很硬的材料上。医学上还可以用“激光刀”做手术。
自己懂了
什么，还
有哪些问
题没弄
透。
展示导思（15分钟）
课中合作探究
例1关于激光，下列说法正确的是（）
A．单色性B．方向性C．高能量D．平行性
5．利用激光束来切割各种物质，这是利用了激光的( )
A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高
6、激光武器是利用了激光的( )
A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高
7．电脑中的光驱通常激光来读、写信息，这是利用了激光的( )
A．相干性好B．方向性好C．高能量D．平行度高
【课题
名称】
激光
课型
新授课
课时
1
【学习
目标】
1．了 解激光的特点及其应用，知道激光和自然光的区别
【学习
重点】
了解 激光的特点
【学习
难点】
了解 激光的特点
【学法
指导】
自主阅读、合作交流
【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）
【导学
笔记】
预习导学（15分钟）
课前自主学习
一、激光
1、激光的产生：激光是原子受激辐射产生的光。发光的、、均相同，两列相同激光相遇可以发生。激光是人工产生的光。在现代科技中用激光器产生激光。激光一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光。1958年，激光问世。
A.激光是用人工方法激发出的一种特 Nhomakorabea的光B.自然界中某些天然物体也可以发出激光
8激光-人教版选修3-4教案
8 激光-人教版选修3-4教案一、教学目标1.了解激光的发现和发展历程；2.掌握激光的基本概念和特性；3.了解激光应用领域及其重要性。
二、教学重点和难点重点：1.激光的定义、特性；2.激光的应用领域；3.激光对人类影响。
难点：1.解释激光的发现与发展历程；2.掌握激光的量子能级结构。
三、教学方法1.“讲解与演示相结合”方法；2.“启发式教学”方法。
四、教学过程1. 激光的定义与特性1.引入：介绍激光所涉及到的日常生活和工业制造领域；2.讲解激光的定义以及其特性，如波长短、准直性好、相干性强等。
2. 激光的应用领域1.介绍激光在现代工业、医疗、通讯、交通等领域的广泛应用；2.结合学生感受，让学生思考激光对人类社会带来的影响。
3. 激光的量子能级结构1.讲解激光的发展历程以及量子能级结构的基本概念；2.设计实验操作，带领学生观察和探究激光启动的原理。
4. 总结与评价1.总结激光的基本概念和特性；2.抛出问题，让学生思考如何合理应用激光科技。
五、板书设计激光的特性激光的应用领域激光量子能级结构波长短工业制造激发态准直性好医疗跃迁相干性强通讯………六、教学反思本节课以“启发式教学”方法为主，带领学生通过实验观察和思考以及教师讲解，深入了解到激光的发展和应用的情况，也学会了用激光的特点去分析其在工业、医疗、交通、通信等方面的应用。
整体来说，这节课教学目标的实现效果比较好，但对于激光量子能级结构的理解存在一定的难度，需要在教学中加强讲解和演示；同时，教学中还需要让学生进行更多的思考和探究，培养他们科学研究和创新的能力。
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激光的应用——相干性好、单色性强
激光全息技术 全息照相拍摄原理：
参考光
照相 底片
全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它 是利用参考光和物光发生干涉形成的。
同一激光束被分成两束，参考光直接照到 底片上，物光也到达底片。
激光全息技术 用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟的条纹 用一束激光去照射该照片，眼前就会出 现逼真的立体景物。从不同的角度去观 察，可以看到原来物体的不同侧面 。
每一片碎片都包括被摄物体的完整信息
激光的应用——相干性好、单色性强
激光全息技术
英女王的全息照片
艺术品展示
激光的应用——相干性好、单色性强
自然光源亮度最高的是太阳，而目前的 高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。
如果把强大的激光束汇聚起来，可使物 体被照部分在千分之一秒的时间内产生 几千万度的高温。
不能直接照射眼睛，否 则会伤害眼睛。
激光的发展史
1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的 经典论文，奠定了激光发展的基础。
1960年，美国加利福尼亚州休斯航空 公司实验室的研究员梅曼发明了世界上 第一台红宝石激光器。
绚丽多彩的 激光舞台会
激光水幕电影
物体的发光原理
光是从物质的原子中发射出来的，原子获得 能量后处于不稳定状态，它会以光子的形式 将能量发射出去。
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。
辐射的量子理论
激光的特性
单色性强——激光为相干光，具有高强度的相干性。
He——Ne气体激光器
普通混合气体放电管发出同
频率的光：
激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜 色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源。
激光的特性
平行度好（方向性好） 激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束， 到达月球表面时，也只发散成直径1m多的光斑，同时仍能保持 很大的强度。因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。
利用这一点可以精确测距。现 在利用激光测量地月距离的精 确度已达到1m。
激光的特性
相干性好——容易产生干涉现象。 由于激光束的高度平行性及极强的单色性，因此激光是最好的相干光。
用激光做双缝干涉实验 得到的干涉图样
激光产生的衍射图样
用激光器做光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效果。
激光的特性
激光光纤通信 利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高。 激光通信又称光纤通信，正在被广泛应用，它用极细的玻璃光导纤 维制成的光缆代替金属电缆，用激光作载波代替电流传输信息。
传导原理：全反射
激光具有的相干性好、单色性好、平行度高、亮度大等特 点，使激光在各个领域都有很好的应用。
激光的应用
知道激光在各个领域的应用及优势
激光的应用——相干性好、单色性强
利用激光相干性好的特点，人们发展了全息 照相、全息存储的技术。
激光全息技术：
全息照相实验
普通照相技术记录的是光的强弱(振幅)及光的颜色(频率)。
相干性好——容易产生干涉现象。 利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高， 一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套 电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量。
激光的特性
亮度高（光强大）——激光可以在很小的空间和很短的时间内集 中很大的能量。
所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率。
人教版高中物理选修3-4 13.8激光 人教版高中物理选修3-4 13.8激光
激光
教学目标
了解激光的特点及其应用 知道全息照相的原理，体验现代科技的神奇，培养对科学的兴趣
教学重点
激光的产生机理。 激光与自然光的区别以及激光的特点和应用。
教学难点
激光的产生机理。 激光与自然光的区别以及激光的特点。
1965年，第一台可产生大功率激光的器 件——二氧化碳激光器诞生。
汤斯和肖洛 二氧化碳激光器
梅曼和他研制的 1967年，第一台X射线激光器研制成功 激光发生器
X射线激光器
激光器的种类
气体激光器：最常见的是氦氖激光器，另一种典型代表是氩离子激光器
气体激光器
氦氖激光器
激光器的种类
固体激光器：红宝石激光器，钇铝石榴石激光器。
物光 反射光
各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱 的情形。
参考光和物光在底片上各处相遇时将发生 干涉，底片上记录两束光叠加后明暗相间 物 的干涉图像。
激光的应用——相干性好、单色性强
激光全息技术 全息照片的观看：
照明光
人眼
用激光照射全息照片，在照片 的另一侧可观看原物体的立体 的像。
激光的应用——相干性好、单色性强
一些特性，已经在广泛的领域
产生机理：原子受激辐射后发生跃迁
得到应用。
某些物质的原子中的粒子受光或电刺激，使 低能级的原子变成高能级原子，在向低能态 跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同 的光，这种光叫作激光。
激光及其产生
产生激光的激光器
相干光：频率相同、相位差恒定、偏 振方向一致的光。
注意：激光为相干光，具有高强度的 相干性。
1916年爱因斯坦在玻尔能级理论基础上提出辐射的量子理论， 是产生激光的基本原理 自发辐射
发光前
发光后
激光的产生与特点 知道激光是原子受激辐射产生的
知道激光具有强度大、方向性好、单色性好、相干性好 等特点
激光及其产生
激光：是“受激辐射光放大”的简称。
激光是20世纪的一项重要发明，
它是用人工的方法产生的一种特殊的相干光 。 由于它有着普通光无法比拟的
固体激光器
红宝石激光器 钇铝石榴石激光器
激光器的种类
液体、化学和半导体激光器
液体激光器
半导体激光器
小结
受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性， 这些特性是指：相___位__，__频__率___，__偏__振__态___，__传__播__方___向_。
激光的三个主要特性是： _平__行__性__好__（___方__向__性__好___）_， 相干性好_（___单__色__性__好___）_________， 亮度高（_光__强__大__）___________。