第五节 激光（表格式教学设计）物理沪科版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“激光”核心内容，涵盖激光的产生原理（受激辐射）、三大特性（高相干性、高方向性、高亮度）及应用。通过“立体电影眼镜作用”的生活问题导入，关联光的干涉等前序知识，搭建从生活现象到微观原理的学习支架。 特色在于跨学科整合（原子物理、量子理论等）与“物理学与技术”核心素养融合，以例题（如激光测距、医学光刀）强化特性与应用的逻辑对应，培养科学思维（微观到宏观推理）和科学态度与责任（技术社会价值）。例题与练习结合的教学方法，助力教师突破重难点，提升学生知识应用能力。

第五节 激光（教学设计） 年级 高二 学科 物理 课时数 课题 第四章 光 4.5 激光（教学设计） 教学 目标 1. 了解激光的特点和应用 教材 分析 本节内容选择性必修第一册第四章《光》中的“4.5 激光”。激光知识是现代光学技术的重要基石，集成了原子物理、量子理论、波动光学等多学科思想，具有鲜明的时代特征和广泛的社会应用价值。 教学内容知识量适中但跨学科联系紧密，兼具理论深度与现实意义，是落实新课标“物理学与技术”核心素养的理想载体。通过本节学习，可帮助学生在物理观念、科学思维与探究方法以及科学态度与社会责任感等方面获得全面提升。 教学重点 1. 受激辐射及其与自发辐射的区别，激光产生的基本条件。 2. 激光的三大特性：高相干性、高方向性、高亮度，以及与具体应用的对应关系。 教学难点 1. 从微观过程（受激辐射）到宏观特性的逻辑过渡与理解。 2. 准确认知“相干性、方向性、亮度”三特性及其区分，避免学生混淆。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么？ 学习新课 一、激光 1. 激光的产生 1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波，这就是激光。 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。激光是人工产生的相干光。 2. 激光的特点 (1)激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好。用激光做衍射、干涉实验，效果很好。 (2)激光的平行度好，从激光器发出的激光具有极好的平行性，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)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。 结论 3. 激光在科学研究上的应用 （1）以激光为光源，科学家们可以深入研究原子、分子和固体材料的光谱，从而了解这些物质的结构。 （2）利用激光，可以研究分子的运动和化学反应的过程。 （3）利用激光制作的高精度光钟，可以实现对频率和时间的超高精度测量，这是人类能完成的最准确的测量之一。 【例1】关于激光的应用，下列说法正确的是（ C ） 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 【例2】（多选）关于应用激光的事例中，下列说法正确的是( BD ) A. 激光平行度好可以用于测距 B. 激光能量十分集中，为治疗近视眼而研制的“激光刀”就利用了这个特点，优点是有效地减少了细菌的感染 C. 激光的亮度高，可以用于城市广场照明 D. 激光的相干性好，可用于双缝干涉实验 激光相关问题解题关键 （1）熟记激光的主要特点及应用。 （2）激光作为一种光，具有光的一切性质，能发生衍射、干涉、反射、折射等，遵从反射定律、折射定律等。 【例3】科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据。关于激光，下列说法中正确的是( D ) A. 激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光 B. 激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉 C. 用激光照射不透明挡板上的小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环 D. 激光全息照片是利用光的干涉记录物体三维图像的信息 【例4】关于激光的应用问题，下列说法中正确的是( C ) 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. 医学中用激光作“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 【例5】（多选）以下说法中正确的是( ACD ) A. 激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性 B. 由于激光的方向性好，所以激光不能产生衍射现象 C. 光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物 D. 科学家可以利用激光研究化学反应的过程 掌握激光的特点和性质 理解激光特点和应用的对应性 掌握激光在科学研究上的应用 课 堂 练 习 1.(激光的应用)激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空.激光火箭利用了激光的（ B ） ①单色性好 ②平行度好 ③高能量 ④相干性好 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 2. 下列说法正确的是( B ) A. 激光是自然光被放大而产生的 B. 激光是原子受激辐射而得到的加强光 C. 激光的能量一定大于其他光的能量 D. 激光的传播速度比普通光的大 3. （多选）以下说法中正确的是( ACD ) A. 激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性 B. 由于激光的方向性好，所以激光不能产生衍射现象 C. 光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物 D. 科学家可以利用激光研究化学反应的过程 4. （多选）将激光束的宽度聚焦到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，可对分子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( BD ) A. 单色性好 B. 平行度好 C. 粒子性 D. 能量高 板 书 设 计 4.5 激光 一、激光 1. 激光的产生 1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波，这就是激光。 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。激光是人工产生的相干光。 2. 激光的特点 (1)激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好。用激光做衍射、干涉实验，效果很好。 (2)激光的平行度好，从激光器发出的激光具有极好的平行性，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)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。 3. 激光在科学研究上的应用 （1）以激光为光源，科学家们可以深入研究原子、分子和固体材料的光谱，从而了解这些物质的结构。 （2）利用激光，可以研究分子的运动和化学反应的过程。 （3）利用激光制作的高精度光钟，可以实现对频率和时间的超高精度测量，这是人类能完成的最准确的测量之一。 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $