第4章 第5节 激光-2026-2027学年高中物理选择性必修第一册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·选择性必修第一册·第四章光 05 激光 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键词与要点 1 激光的定义 激光是受激辐射产生的光，全称受激辐射光放大 激光的产生原理 原子从高能级向低能级跃迁时，在外来光子诱发下辐射出与入射光子频率相 同、相位相同、偏振方向相同、传播方向相同的光子 受激辐射与自发辐射的区 自发辐射：原子自发从高能级跃迁到低能级，发出光子，各光子独立、无关 3 别 联；受激辐射：外来光子诱发，发出光子与入射光子完全一致 粒子数反转 要实现光放大，必须使高能级上的原子数多于低能级上的原子数，这种状态称 为粒子数反转 5 激光器的基本组成 ①工作物质（激活介质）②激励能源（泵浦源）③光学谐振腔（两面反射镜） 6 光学谐振腔的作用 使受激辐射的光反复振荡、不断放大，并选择传播方向，保证激光的方向性 激光的三大特性 ①单色性好：频率单一，波长范围极窄；②方向性好：发散角极小，接近平行 光；③亮度高：能量高度集中，可在极小面积上聚集巨大能量 激光的相干性 激光是相干光，各光子频率相同、相位差恒定、偏振方向相同，可发生稳定干 涉 激光的应用 ①光纤通信（利用单色性好、方向性好）②激光测距（利用方向性好）③激光 手术、激光焊接、激光切割（利用亮度高）④全息照相（利用相干性好）⑤激 光雷达、激光准直 10 激光的安全防护 激光亮度极高，不可直视激光束，需佩戴防护镜，避免反射光伤害眼晴 易错提醒 ①激光不是自然光，是人造光，需激励能源维持粒子数反转。 ②激光的单色性指频率单一，不是颜色单一。 ③激光相干性好是因其单色性好、相位差恒定。 模块2 课堂同步提升习题 单选题 (每题只有一个正确选项) 1.激光的全称是 A受激辐射光放大B.自发辐射光放大 C.受激吸收光放大D.自发吸收光放大 2.关于激光的产生，下列说法正确的是 A.激光是原子自发辐射产生的 B.激光是原子受激辐射产生的 C.激光是原子受激吸收产生的 D.激光是原子自发吸收产生的 3.在受激辐射过程中，辐射出的光子与入射光子 A频率不同，相位相同 B.频率相同，相位不同 C.频率相同，相位相同，传播方向相同 D.频率相同，相位相同，传播方向不同 4.要实现激光输出，工作物质必须处于 A低能级原子数多于高能级原子数B.高能级原子数多于低能级原子数 C.高低能级原子数相等 D.只有低能级有原子 5.激光器一般由三部分组成，下列不属于激光器基本组成部分的是 A.工作物质 B.激励能源 C.光学谐振腔D.滤光片 6.光学谐振腔的主要作用是 A.使光发生折射 B.使受激辐射的光反复振荡、不断放大 C.使光发生衍射 D.使光发生色散 7.激光的三大特性是 A.单色性好、方向性好、亮度高 B.单色性好、方向性差、亮度高 C.单色性差、方向性好、亮度低 D.单色性差、方向性差、亮度低 8.激光方向性好的原因是 A.激光的频率单一 B.激光的亮度高 C,光学谐振腔对光的传播方向进行选择 D.激光的相干性好 9.下列应用主要利用激光亮度高这一特性的是 A光纤通信B.激光测距C,激光切割金属 D.全息照相 10.下列关于激光的说法正确的是 A.激光是自然光B.激光不可直视，需注意安全防护 C,激光的单色性差 D.激光不能发生干涉 二、多选题（每题有多个正确选项） 11.关于受激辐射，下列说法正确的是 A.需要外来光子诱发 B.辐射出的光子与入射光子频率相同 C.辐射出的光子与入射光子相位相同 D.辐射出的光子与入射光子传播方向可以不同 12.激光的特性包括 A.单色性好B.方向性好 C.亮度高 D.相干性好 13.下列属于激光应用的是 A.光纤通信B.激光手术C.全息照相 D.激光准直 14.关于光学谐振腔，下列说法正确的是 A.由两面反射镜组成B.使光反复振荡 C.使光不断放大 D.选择光的传播方向 15.激光与普通光源相比，下列说法正确的是 A.激光的单色性更好B.激光的方向性更好 C.激光的亮度更高 D.激光的相干性更好 三、判断题（正确打"√"，错误打"x") 16.激光是原子自发辐射产生的。 17.受激辐射产生的光子与入射光子频率相同、相位相同。 18.粒子数反转是指高能级原子数多于低能级原子数。 19.激光的单色性好意味着激光只有一种颜色。 20.激光可以发生稳定的干涉现象。 四、填空题 21.激光的全称是 22.原子从高能级向低能级跃迁时，在」 诱发下辐射出与入射光子特征完全相同的光子，这种辐射称为受激 辐射。 23.要实现光放大，必须使高能级上的原子数 低能级上的原子数，这种状态称为 24.激光器由 和 三部分组成。 25.激光的三大特性是 和 26.激光是 光，各光子频率相同、相位差恒定，可发生稳定 现象。 27.光纤通信主要利用激光的 和 特性。 28.激光切割金属主要利用激光的 特性。 29.全息照相主要利用激光的 特性。 30.激光亮度极高，不可 激光束，需佩戴 五、简答题 31.简述受激辐射与自发辐射的区别。 32.简述光学谐振腔的作用。 33.简述激光的三大特性及其对应的典型应用（各举一例）。 六、基础实验填空题 34.在观察激光特性的实验中： (1)用激光照射狭缝，在屏上看到明暗相间的条纹，说明激光具有 性。 (2)用激光照射双缝，在屏上看到稳定的干涉条纹，说明激光具有 性。 (3)激光束在空气中传播很远仍保持细小光斑，说明激光具有 性。 模块3 参考答案 一、 单选题 1.A解析：激光的全称是受激辐射光放大。 2.B解析：激光是原子受激辐射产生的，不是自发辐射、受激吸收或自发吸收。 3.C解析：受激辐射产生的光子与入射光子频率相同、相位相同、传播方向相同。 4.B解析：实现激光输出需处于粒子数反转状态，即高能级原子数多于低能级原子数。 5.D解析：激光器由工作物质、激励能源、光学谐振腔三部分组成，滤光片不属于其基本组成。 6.B解析：光学谐振腔使受激辐射的光反复振荡、不断放大，并选择传播方向。 7.A解析：激光的三大特性是单色性好、方向性好、亮度高。 8.C解析：光学谐振腔对光的传播方向进行选择，使激光方向性好。 9.C解析：激光切割金属利用激光亮度高、能量集中的特性。 10.B解析：激光不是自然光，单色性好，能发生干涉；激光不可直视，需注意安全防护。 二、多选题 11.ABC解析：受激辐射需要外来光子诱发，辐射光子与入射光子频率相同、相位相同、传播方向相同，D错误。 12.ABCD解析：激光具有单色性好、方向性好、亮度高、相干性好等特性。 13.ABCD解析：光纤通信、激光手术、全息照相、激光准直均属于激光的应用。 14.ABCD解析：光学谐振腔由两面反射镜组成，使光反复振荡、不断放大，并选择光的传播方向。 15.ABCD解析：与普通光源相比，激光单色性更好、方向性更好、亮度更高、相干性更好。 三、判断题 16.×解析：激光是原子受激辐射产生的，不是自发辐射。 17.√解析：受激辐射产生的光子与入射光子频率相同、相位相同。 18.√解析：粒子数反转即高能级原子数多于低能级原子数。 19.×解析：激光的单色性好指频率单一，不是颜色单一。 20.√解析：激光是相干光，可发生稳定的干涉现象。 四、填空题 21.受激辐射光放大 22.外来光子 23.多于；粒子数反转 24.工作物质；激励能源；光学谐振腔 25.单色性好；方向性好；亮度高 26.相干；干涉 27.单色性好；方向性好 28.亮度高 29.相干性好 30.直视；防护镜 五、简答题 31.答：自发辐射是原子自发地从高能级向低能级跃迁并发出光子，各光子独立、无关联，频率、相位、传播方向各不相 同；受激辐射是在外来光子诱发下，原子从高能级向低能级跃迁并发出光子，辐射出的光子与入射光子频率相同、相位相 同、偏振方向相同、传播方向相同。 32.答：光学谐振腔由两面反射镜组成，其作用是使受激辐射产生的光在腔内反复振荡、不断放大，并对光的传播方向进 行选择，保证激光具有极好的方向性。 33.答：①单色性好一光纤通信；②方向性好一激光测距、激光准直；③亮度高一激光切割、激光焊接、激光手术； ④相干性好一全息照相。 六、基础实验填空题 34. (1)相干（或干涉） (2）相干 (3)方向性好