5.5 激光与全息照相 课件 2026-2027学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

第5节　激光与全息照相 学习目标 1. 了解激光的特点和应用。 2. 了解全息照相的原理。 一、激光及其特性 1. 美国物理学家 研制出世界上第一台激光器。 2. 激光产生：激光是 受激辐射产生的光。 梅曼 原子 特 点 性质 应用 单 色 性 好 激光具有 一致、相位 ⁠ 、偏振方向 的特点，是人 工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 频率 一 致 一致 3. 激光的特点及其应用。 特 点 性质 应用 方 向 性 强 激光束的传播方向一致，发散角很小， 几乎是一条 ⁠的光束 精确的测距；读取光盘上 记录的信息等 平行 特 点 性质 应用 亮 度 高 激光的亮度可比普通光源高出上千倍， 是目前最亮的光源 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 二、全息照相 1. 1948年，英国物理学家 提出了全息照相的设想。 2. 全息照片的拍摄利用了光的 原理，这就要求参考光和物体反 射光有很高的 性， 符合这个要求。 3. 全息照相与普通照相的区别。 伽柏 干涉 相干 激光 项目 全息照相 普通照相 原理 不同 物理光学原理 几何光学原理 项目 全息照相 普通照相 记录 方法 不同 记录的是物光与参考光相干涉的干涉条 纹，同时记录了物光的振幅和相位 透镜成像在胶片上，只记 录下物光的光强信息 成像 性质 不同 立体像 平面像 再现 方法 不同 用激光照射，从另一面观看 直接成像在感光面上，冲 洗后即能看到像 要点一　激光的特点及应用 例1　让激光照到光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经过处理后还 原成声音和图像，这是利用激光的(　A　)。 A. 方向性好，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 A 归纳点拨 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。其方向性非常好，与普通光相比，传播相同的距离，激光束 的扩散程度小，光线仍能保持一定的强度，保持它的高能量。 ［针对训练1］(多选)下列说法正确的是(　ACD　)。 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. 用“激光刀”做外科手术可以有效地减少细菌的感染 D. 激光可用于全息照相，有独特的优势 ACD 要点二　全息照相的原理 例2　全息照片损坏一部分后，将(　A　)。 A. 仍能看到全部图像 B. 只能看到未损坏的部分图像 C. 整个图像都看不到 D. 采用特殊技术后才能看到全部图像 A 全息照片有一个重要特征是通过其一部分，例如一块残片，也可以看到整 个物体的立体像。这是因为拍摄照片时，物体上任一发光点发出的光在整 个底片上各处都与参考光发生干涉，因而在底片上各处都有该发光点的记 录。取照片的一部分用照明光照射时，这一部分上的记录就会显示出该发 光点的像。对物体上所有发光点都是这样，所不同的只是观察的“窗口” 小了一点。所以全息照片损坏一部分后，将仍能看到全部图像，故选A。 归纳点拨 全息照相是应用光的干涉原理实现的。如图所示，作为光源的激光被分成 两部分：一部分通过凹透镜发散后射到胶片上；另一部分射向一个平面 镜，经反射后通过另一个凹透镜发散后射向被拍摄的物体。该物体把光反 射到胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就是在胶片上记 录下被拍摄物体的三维图像信息，这就是全息照片。 ［针对训练2］有些虚拟歌手采用了全息投影技术，而这项技术的重中之 重就是全息照相技术。这一技术是利用了光的(　D　)。 A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 折射现象 D. 干涉现象 D 全息照相技术的基本原理是被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束， 另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把 物体光波上各点的相位和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉 条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来，即利用了光的干涉 现象。故选D。 $