第4.5節(jié) 激光（解析版）

第四章·光第05節(jié)激光目標(biāo)目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問要點難易度1．激光的原理：受激輻射2．激光的特性：單色性、相關(guān)性、平行性3．激光的應(yīng)用：通信、測距、手術(shù)★★★★★★知識知識精講學(xué)問點01激光1．激光的產(chǎn)生：激光是原子受激發(fā)輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉．2．激光的特點：(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，其單色性好，相干性好．激光的頻率單一，相干性格外好，顏色特殊純．用激光做衍射、干涉試驗，效果很好．一般光源：各種頻率、相位、偏振以及傳播方向各不相同的光的混合，因此兩個一般光源發(fā)出的光不會發(fā)生干涉。(2)激光的平行度好．從激光器發(fā)出的激光具有極好的平行性，幾乎是一束方向不變、發(fā)散角很小的平行光．傳播幾千米后，激光斑擴(kuò)展范圍不過幾厘米，而探照燈的光束能擴(kuò)展到幾十米范圍．(3)亮度高．激光可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量．3．激光的種類：氣體激光器、半導(dǎo)體激光器、染料激光器、寶石激光器等。4．激光的應(yīng)用：光纖通信；激光測距；激光讀寫；激光加工；激光手術(shù)(亦稱光刀手術(shù))；激光武器；可控聚變反應(yīng)中的應(yīng)用．【例1】(多選)關(guān)于應(yīng)用激光的事例中，下列說法正確的是()A．激光平行度好可以用于測距B．激光能量格外集中，為治療近視眼而研制的“激光刀”就利用了這個特點，有效地削減了細(xì)菌的感染C．激光的亮度高，可以用于城市廣場照明D．激光的相干性好，可用于雙縫干涉試驗【答案】ABD【解析】激光平行度好，能量集中，單色性高簡潔產(chǎn)生干涉，但不適合做一般光源照明，所以ABD正確。鞏固鞏固練習(xí)1．關(guān)于激光的應(yīng)用問題，下列說法中正確的是()A．光纖通信是應(yīng)用激光平行度格外好的特點對信號進(jìn)行調(diào)制，使其在光導(dǎo)纖維中進(jìn)行傳遞信息B．計算機(jī)內(nèi)“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應(yīng)用了激光有相干性的特點來進(jìn)行的C．醫(yī)學(xué)中用激光作“光刀”來切除腫瘤是應(yīng)用了激光亮度高的特點D．“激光測距雷達(dá)”利用激光測量很遠(yuǎn)目標(biāo)的距離是應(yīng)用了激光亮度高的特點【答案】C【解析】由激光的特點及應(yīng)用可知光纖通信主要利用激光的相干性，A項錯誤．計算機(jī)內(nèi)的“磁頭”讀出光盤上的信息主要應(yīng)用了激光的平行性好，選項B錯誤．醫(yī)療中的激光“光刀”利用了激光的高亮度的特點，C項正確．激光測距利用的是激光的平行性D項錯誤．2．（多選）對激光的生疏，以下說法正確的是（）A．一般光源發(fā)出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一種光C．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光D．激光已經(jīng)深化到我們生活的各個方面【答案】CD【解析】一般光源發(fā)出的光包含各種頻率，各種振動方向，所以不是激光，A錯誤；激光是人工產(chǎn)生，不是自然界中普遍存在的，B錯誤，CD正確。3．（多選）關(guān)于激光所具有的特點，下列說法中正確的是（）A．激光相干性好B．激光平行度好C．激光亮度高D．激光易色散【答案】ABC【解析】激光是單一頻率，即單一波長，所以沒有色散，或者是色散很小，D錯誤；ABC是激光的特點，正確。4．（多選）以下說法正確的是（）A．光纖通信利用了激光相干性好的特點B．激光武器利用了激光亮度高的特點C．激光寫、讀利用了激光亮度高的特點D．激光加工、激光手術(shù)和激光武器都利用了激光亮度高的特點【答案】ABD【解析】激光寫、讀利用的是激光的平行度好的特點，C錯誤。5．利用激光束來切割各種物質(zhì)，是利用激光的（）A．相干性好的特點B．方向性好，平行度高的特點C．亮度高的特點D．單色性好的特點【答案】C【解析】激光切割是利用激光的能量高，即亮度高的特點，C正確。6．激光是一種電磁波，某種排版系統(tǒng)中激光頻率為4×1014Hz，則該激光的波長為（）A．0.25μmB．0.50μmC．0.75μmD．1.33×106m【答案】C【解析】λ=c/f=0.75×10-6m，C正確。7．應(yīng)用激光平行性好的特點，可以精確地測量距離。對準(zhǔn)目標(biāo)放射一個極短的激光脈沖，測量放射脈沖與收到的反射脈沖的時間間隔，就可求出激光器到目標(biāo)的距離。若在地球上向月球放射一個激光脈沖，測得從放射到收到反射脈沖所用的時間為2.56s，則月球到地球的距離大約是多少千米？【答案】3.84×105km【解析】真空中光速c＝3.0×108m/s，從放射脈沖到收到反射脈沖所用的時間中激光所行路程