第4章 第7节 激光（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

第7节　激光 物理观念 科学探究 科学态度与责任 激光。 激光的特点和应用。 认识激光在科学技术中的重要作用。 [对应学生用书P115] 1．激光：通过人工方法使大量原子发生受激辐射时所发出的光。 2．激光的特点及应用 特点 应用 强度大：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 激光加工、激光医学、激发核聚变等 方向性好：激光的方向性非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光检测 单色性好、相干性好：激光具有频率相同、相位差恒定、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 激光全息照相、激光通信 覆盖波段宽而且可调谐 可调谐激光器 判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点。(　　√　　) (2)激光可用作“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好的特点。(　　×　　) (3)利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光“平行度”非常好的性质。(　　√　　) [对应学生用书P115] 探究点 激光的特点和应用 激光作为一种人造光源在科研、通信、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等。 [问题设计] 激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？ 提示：强度大、方向性好、单色性好、相干性好。 1．激光的产生 激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、振动方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。 2．激光的特点 (1)激光的强度大。激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。 (2)激光的方向性好。从激光器发出的激光具有极好的方向性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光。传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围。 (3)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好。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，效果很好。 (4)覆盖波段宽而且可调谐。 3．激光的应用 光纤通信、激光测距、激光读写、激光加工、激光手术(亦称光刀手术)、激光武器、在可控聚变反应中的应用。 【例】 在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用了激光的(　　) A．强度大的特性 B．方向性好的特性 C．单色性好的特性 D．波动性好的特性 C　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，C正确。 [练] (多选)关于激光的应用，下列说法正确的是(　　) A．光纤通信是应用激光相干性好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递的 B.计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光方向性好的特点 C．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光强度大的特点 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强度大的特点 ABC　解析：光纤通信主要利用了激光的相干性好的特点，A正确；计算机内的“磁头”可读出光盘上的信息主要应用了激光的方向性好的特点，B正确；医疗中用激光做“光刀”和工业上用激光打孔都是利用了激光的强度大的特点，C正确；激光测距利用的是激光的方向性好的特点，D错误。 [对应学生用书P116] 1．(多选)对于激光的认识，以下说法正确的是(　　) 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 CD　解析：普通光源发出的光的频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，所以激光与普通光源发出的光有着质的区别，A错误；激光是原子受激辐射产生的光，要通过人工专门制得，所以激光并不是在自然界中普遍存在的，B错误，C正确；在日常的生产生活中很多方面都用到了激光，D正确。 2．(多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9 m)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，把至今令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除。这是应用了激光的(　　) A．方向性好的特性 B．相干性好的特性 C．强度大的特性 D．波动性好的特征 AC　解析：利用激光做手术，正是利用了激光束可以很细、不扩散、能量大的特点，A、C正确。 3．(多选)准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗。用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦。关于这个治疗，以下说法正确的是(　　) A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体 B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削 ABD　解析：激光手术是物理技术应用于临床医学。人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体。当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，A正确；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，B正确；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，这样光经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，C错误，D正确。 [课时梯级训练(27)见P183] 学科网（北京）股份有限公司 $$