知识回顾

1. 知识回顾 在前面的课程中，我们认识了这几种光源。 今天我们将介绍一种新的光。

2. 导入新课 看这些生活中常用的东西 激光笔

3. 激光唱片机

4. 激光灯 激光打印机

5. 非常想知道，我们赶快进入今天的课程吧！！ 生活中，“激光”一词随处可见。 那么，激光是怎么产生的呢？ 它为什么会有这么大用途呢？ 想知道，它还有什么用途吗？

6. 第三节 激光

7. 教学目标 1、知识与能力 ★ 理解激光的产生原理。 ★ 知道常见的激光器类型。 ★ 理解激光的特性。

8. 2、过程与方法 ★ 区分“自发辐射”与“受激辐射”过程。 ★ 认识常见的激光器。 ★ 学会辨别常见激光器应用的是激光哪个特性。

9. 3、情感态度与价值观 ★ 学会观察生活中应用激光的实例。 ★ 能够用激光的特性解释一些现象。 ★ 联系实际，加深对激光的认识。

10. 教学重难点 1、重点 ★ 激光的产生机理。 ★ 激光的特性。 2、难点 ★ 激光的产生机理。 ★ 激光的应用。

11. 本节导航 1、激光的产生 2、激光器 3、激光的特性

12. 激光的产生

13. E1 E1 还记得吗？ hν E2 E2 甲 乙 上图是原子跃迁示意图，说明，在无外界影响的情况下，处于高能级的原子会自发的向低能级跃迁而发光，这种发光过程叫做自发辐射，例如白炽灯、日光灯的光源。

14. 名词解释 E2 E2 hν hν hν E1 E1 甲 乙 图是m=2，n=1时的情况。 今天我们学习受激辐射。 当原子处在某一激发态（m）时，如果有频率ν=（Em-En）/h的光子从附近通过，原子就会放出一个同样的光子而跃迁到低能级En，这种现象叫做受激辐射。

15. 议一议 E1 E1 hν E2 E2 甲 乙 E2 E2 hν hν hν E1 E1 甲 乙 左边分别是自发辐射和受激辐射的示意图，比较一下，有什么不同，讨论一下，为什么不同？

16. 想一想 原子受合适的光子影响又产生新的光子，新光子会不会又影响别的原子呢？ 答案是肯定的。 受激辐射产生的光子在介质中传播而又引起其他原子发生受激辐射，就会产生越来越多的光子。他们的频率、偏振状态和传播方向都相同，这种现象叫做光放大。

17. 激光 光放大 了解了以上内容，就不难明白：由于受激辐射而得到加强的光就叫做激光。

18. 激光器

19. 下面是几种常见的激光器。

20. 小资料 目前激光器的种类很多。 如果按激励方式分类，可分为光泵式激光器、电激励式激光器和化学激光器。 如果按运转方式分类 ，可分为连续激光器 、单次脉冲激光器、重复脉冲激光器 、调激光器、锁模激光器 、单模和稳频激光器和可调谐激光器 。 今天我们介绍的是按工作物质分类，可分为气体激光器、液体激光器、固体激光器和半导体激光器。

21. ① 气体激光器 图为常见的类型

22. 放电管 氦氖混合气体 全反射镜 部分反射镜 电极 最常见的是He-Ne激光器，也是第一个研制成功的。下图为它的结构图，激光由氖受激辐射产生，氦是辅助物质。

23. 原来是这么回事啊！我知道了！！ 当放电管加上直流高压后，从阴极发出的电子向阳极加速过程中撞击氖原子使之激发，由于氖原子在这一激发态能级上拥有的能量与氖原子的激发态能量相当，所以受激励的氦原子与基态的氖原子相碰撞并交换能量使氖原子被激发，在经过反射镜来回反射，从而发出相当强的激光。

24. 在发生受激辐射时，分别发出3.39μm,632.8nm,1.53μm三种激光，而这三种除632.8nm为可见光中的红外光之外，其余都是红外取得辐射光。因反射镜的反射率不同，只输出一种较长的光波632.8nm的激光。在发生受激辐射时，分别发出3.39μm,632.8nm,1.53μm三种激光，而这三种除632.8nm为可见光中的红外光之外，其余都是红外取得辐射光。因反射镜的反射率不同，只输出一种较长的光波632.8nm的激光。 拓展 其输出功率约为1mW,使用方便。

25. Ar离子激光器，可见光波段输出功率最大的气体激光器，可达20mW以上，波长有514.5nm、488nm等。 CO2激光器的输出波长在中红外区10.6μm处，其功率可达数十瓦到数千瓦，用于焊接、切割等工业加工。

26. ② 固体激光器 最早研制成功的固体激光器是红宝石激光器。红宝石的化学成分是Al2O3，晶体中掺有Cr离子而呈现红色。

27. 闪光灯 红宝石 同相位光束 电源 红宝石激光器 红宝石的端面被抛光并镀以反射镜，另一端是只有百分之几透光率的部分反射镜，以氙闪光灯作为激励光源，发射的激光波长为694.3nm（红光）,输出功率可达103W的数量级。

28. 固体激光器期器件小、坚固耐用、脉冲功率大、输出功率稳定、使用寿命长、使用简便。固体激光器期器件小、坚固耐用、脉冲功率大、输出功率稳定、使用寿命长、使用简便。

29. ③半导体激光器 半导体二极管又称激光二极管，记作LD，其发射的激光波长有十多种，从红外、可见光到紫外各波段都有。 半导体激光器体积小、重量轻、可靠性高、转换效率低、功耗低、驱动电源简单、能直接调制、结构简单、价格低廉、使用安全。应用领域广泛。

30. 激光测距 条码扫描 激光打印 请看它的应用 此外，半导体激光器还用于光盘读写、激光显示、实验室及教学演示、舞台灯光及激光表演等。

31. 激光的特性

32. ①相干性好 普通的光源，例如白炽灯，灯丝中每个原子在什么时刻发光，朝哪个方向发光，都是不确定的，发光的频率、偏振方向也不一样。这样的光在叠加时，不能形成稳定的明区和暗区，故不能发生干涉，是非相干光。 而激光是人工产生的相干光，具有相同的频率、偏振状态和传播方向。可以简单记为“方向确定，频率单一”。

33. ②平行度高 普通光源发出的光是发散的，射程一般较近。例如手电筒只能照几十米。 而激光平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度，因而激光可以用来进行精确地测距。根据此原理制成了激光测距雷达。 由于平行度好，激光可汇聚到很小的一点上，可用于高密度地记录VCD机、CD唱机、计算机的光盘上的信息。

34. ③能量集中 激光可以在很小的空间和时间里集中很大的能量。如果将强大的激光束聚焦起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在不到千分之一秒的时间内产生几千万度的高温，最难融熔化的物质在这一瞬间也要汽化了。 因此，可以用激光来切割物体，焊接金属。医学上用来作“光刀”切开皮肤、切除肿瘤，“焊接”剥落的视网膜。

35. ④单色性好 激光的颜色很纯，即单色性好。如He-Ne激光器发出波长632.8nm的红光，对应的频率为4.74×1014Hz，它的谱线宽度只有9×10-2Hz。而普通的 He-Ne混合气体放电管所发出的同样频率的光，其谱线宽度达1.52×109Hz，比激光的谱线宽度大1010倍以上。

36. 课堂小结 1、激光的产生 ①理解定义“受激辐射”和“光放大”。 ②激光是由于受激辐射而得到加强的光。 2、激光器 ①按工作物质分，可分为气体、液体、固体、半导体激光器。 ②各种激光都得到了广泛应用。

37. 我记住了！！ 3、激光的特性 ①相干性好 ②平行度高 ③能量集中 ④单色性好

38. 高考链接 我知道了！！ 关于本节内容，高考时单独考查的比较少，多是和运动，动量一起考查，并且以考察运动和动量为主。比如应用激光测速，或应用在动量守恒定律方面。但希望同学们不要忽视！！

39. 课堂练习 1、以下特点那些是激光的特性（ ） ABC A.方向性好 B.单色性强 C.相干性好 D.温度高 2、在演示双缝干涉实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（ ） C A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好

40. 3、（填空）请写出半导体激光器的三个应用。_______ 答案：光盘读写、激光打印、激光测距、激光显示、条码扫描等（任选三项）。 4、激光器按工作物质分，可分为哪几类？ 答案：气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器。

41. 教材习题答案 1、原子在激发态时受附近光子影响会向低能级跃迁放出新光子，新光子在传播过程中又引起其他原子受激辐射，产生越来越多相同光子。这种由于受激辐射而得到加强的光叫做激光。 2、激光特点：相干性好，平行度高，能量集中，单色性好。 实例：激光测距，切割物质，焊接金属，切除肿瘤等。