视频教学:
练习:
1.(多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9m)范围内,可修复人体已损坏的器官,可对DNA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(
)
A.单色性好
B.平行度好
C.粒子性D.高能量
激光的平行度好,故可聚焦到很小的范围;激光的亮度高、能量大,故可修复器官.
BD
2.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图像,这是利用激光的(
)
A.平行度好,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
激光的特点之一是平行度好,它可以会聚到一个很小的点上,DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点,选项A正确,B、C、D错误.
A
3.(多选)以下说法正确的是(
)
A.光纤通信利用了激光相干性好的特点
B.激光武器利用了激光亮度高的特点
C.激光写、读利用了激光亮度高的特点
D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
由激光的几种特点及应用可知A、B、D正确.
ABD
4.(多选)关于立体电影,以下说法正确的是(
)
A.观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛
B.这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片
C.戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看,则银幕上只是一片光亮而无图像
D.产生立体视觉是因人的两只眼睛同时观察物体时,形成的在视网膜上的像并不完全相同
看立体电影必须用偏振片才能达到好的效果.
BD
5.(多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q,在Q的后边放上光屏,以下说法正确的是(
)
A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变
B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱
C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变
D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱
P是起偏器,它的作用是把太阳光(自然光)变为偏振光,该偏振光的振动方向与P的透振方向一致,所以当Q与P的透振方向平行时,通过Q的光强最大;当Q与P的透振方向垂直时,通过Q光强最小,即无论旋转P或Q,屏上的光强都是时强时弱的.
BD
6.(多选)(·宁德高二检测)如图5-3-3所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则(
)
图5-3-3
A.图中a光为偏振光
B.图中b光为偏振光
C.以SP为轴将B转过°后,在P处将看到光亮
D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮
自然光沿各个方向是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过A偏振片后,即变为偏振光,则B对;设通过A的光沿竖直方向振动,若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,将B转过°后,P处仍无光亮,即C错;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,即D对.
BD
7.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是(
)
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
光波都是横波,波长与频率和介质都有关,只有频率相同的光才能干涉.
D
图5-3-4
8.(多选)奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,利用旋光仪可以测量糖溶液的浓度,从而测定含糖量.其原理是:偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振光的偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,这一角度称为“旋光角”,θ的值与糖溶液的浓度有关,将θ的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了.如图5-3-4所示,S是自然光源,A、B是偏振片,绕中心轴转动偏振片B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间.则下列说法中正确的是(
)
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光的强度最大,则偏振片B转动的角度等于θ
D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光的强度最大,则偏振片A转过的角度等于θ
根据题意可知,开始A、B两偏振片的透光方向相同,当被测样品置于A、B之间时,光线旋转一个角度θ,因此到达O处光的强度会明显减弱;为了使O处的光线强度最大,则必须将其中一个偏振片旋转角度θ,光线穿过偏振片时,光的偏振方向与偏振片的透光方向一致.
ACD
9.(多选)激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,c表示光在真空中的速度,下列说法中正确的是(
)
A.该光在真空中的波长为nλ
B.该光在真空中的波长为λ/n
C.该光的频率为c/λ
D.该光的频率为cnλ
n=cv,c=fλ0,v=fλ,所以λ0=nλ
f=vλ=cnλ.
AD
10.光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播情形可知(
)
A.折射现象的出现说明光是纵波
B.光总会分为反射光和折射光
C.折射光与入射光的传播方向总是不同的
D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
光的折射不能反映光是纵波还是横波,由光的偏振现象可知光是横波,选项A错误;当光从光密介质射入光疏介质,且入射角大于等于临界角时,发生全反射现象,没有折射光,选项B错误;当光线垂直于界面入射时,折射光与入射光的传播方向相同,选项C错误;发生折射是因为光的传播速度在不同介质中不同,选项D正确
D
课件:
教案:
新课标要求
(一)知识与技能
1.了解激光和自然光的区别。
2.通过阅读,收集整理相关资料,认识激光的特点和应用。
(二)过程与方法
1.通过课外阅读,收集整理有关激光应用的资料,培养加工处理信息的能力。
2.通过对激光的特点及应用的学习,培养应用物理知识解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过对激光应用的学习,使学生感受到科学知识的无究力量,培养热爱科学的品质。
教学重点
激光与自然光的区别以及激光特点和应用。
教学难点
激光与自然光的区别。
教学方法
1.通过对自然光的分析,提出激光的相干性。
2.通过学生课前阅读,初步了解激光的特点及广泛应用。
3.通过收集激光方面的材料,讨论交流,进一步掌握激光的特点及应用知识。
4.通过观看录像,进一步加深对激光知识的了解。
教学用具:
激光手电筒、投影仪、三段有关激光的录像材料
教学过程
(一)引入新课
师:课前大家已经阅读了课文,了解了激光是自然界没有的光,首先我们来看看它与自然光有什么不同。
(二)进行新课
1.自然光和激光
(投影)
自然光(例如白炽灯)
激光
原子发光方向,时刻不确定
频率不一样
不能发生干涉
非相干光
频率一样
能发生干涉(双缝干涉实验)
人工产生的相干光
都是原子受激发处于不稳定状态发射出来的
师:通过上表的比较,同学们可以看到,激光的第一个特点就是它是一种人工相干光。激光还有许多与自然光不同的特点,下面请同学们将自己阅读课文整理的表格展示出来。
(教师巡视,大部分同学整理得很好,选出比较全面的一组投影,如上表,老师简单讲解)
师:其实,激光的应用远不止这些,而且还在迅速发展,这方面的介绍很多,下面请大家根据课前收集的材料,开展课堂交流。
2.激光的应用
(分组介绍,同时教师提炼要点并板书,以调动学生的积极性。)
特点
作用
应用实例
是相干光
可进行调制、传递信息
光纤通信、全息照相
平行度非常好
传播很远距离仍能保持一定强度,可精确测距、测速
激光雷达
可汇聚于很小的一点,记录信息密度高
DVD、VCD、CD机计算机光驱
亮度高
可在很小空间短时间内集中很大能量
激光切割、焊接、打孔、医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反应
第一组(投影资料)我们组收集整理了激光在相干性方面的特点,激光是相干光。可用来进行光的干涉、衍射等实验(科学实验),由于原子的发光不是无限制持续的,每一次发光与下一次发光总有一个时间间隔,只有同一光源在同一发光时间间隔内发出的光,在空间某点相遇时才会发生干涉,所以原子发光的平均时间间隔称为相干时间,在相干时间内光的行程称为相干长度,激光的相干长度可达几十千米,相干性较好。
第二组(投影资料)我们组整理的信息中,激光的另一特点是激光的亮度特高,近年研制出的强激光的亮度要比太阳亮亿倍以上。激光器发出的激光是集中在沿传播方向的一个极小的发射角内,亮度就会比同功率的光源高几亿倍,在极短时间内会辐射出巨大的能量,聚集在一点时可产生几百万甚至上千万度的高温。
第三组除了前面两组介绍的两个特点外,还有一个特点就是激光的单色性好,自然界找不到频率“纯净”的光,各种频率的光总是混杂在一起的。但由于激光器中光学谐振腔的干涉作用,只有那些满足谐振腔共振条件的频率才能形成激光输出,不满足共振条件的频率,都在谐振腔内干涉相消了,因此激光的频率单一,单色性非常好,拿氦氖气体激光器来说,它产生的光波长范围不到一百亿分之一微米,完全可以视为单一而没有偏差的波长,是极纯的单色光。
第四组我们组收集的资料中,除了前面三组讲的,还有一点,激光的方向性好,一般的手电筒或探照灯聚光虽然很好,看上去它们射出的光束是笔直的,但在一两公里后,光线就发散成很大一片,亮度明显减弱.而激光射到这个距离上基本没有发散,激光是方向最一致、最集中的光。
师:前面几组同学从激光的特点角度阅读收集了很多资料,都比较好,虽然其中有些材料我们不能完全弄懂,但以后我们还有很多学习机会,到时可以更进一步理解.下面我们再来交流激光应用方面的资料.
第五组(阅读)
激光具有很高的能量,所以它是精密机械加工特别是微电子工业加工不可缺少的工具,用激光对金属打孔、切割、焊接、淬火,激光代替机械刀具和刻刀直接加工大型和微型元件,具有普通机械加工不可比拟的特点。利用它可以在坚硬的材料上打直径0.1mm到几微米的小孔.激光钻孔不受加工材料的硬度和脆性的限制,而且钻孔速度异常快,可以几千分之一秒甚至几百万分之一秒内钻出表面十分整齐光洁的小孔,激光快速自动成型技术,可以控制激光束将材料逐层“烧结”而形成实体零件或模具、模型.它可快速制成精密复杂或不规则图案的机械零件.我国已经研制成功激光迅速自动成型机,标志着我国已经掌握了这项新技术,并迅速进入国产化、商品化阶段。
第六组(阅读)
激光在农业生产上也有广泛应用,用激光照射农作物种子,可诱发遗传变异,缩短种子发芽时间,育出的秧苗生长比较快,长势好,粗壮且均匀整齐,改善了农作物生长性能,提高产量.把激光技术引入果树裁培,能改良水果品质,提高水果产量.用激光照射牲畜家禽鱼类,能促进生长发育等。
激光在临床医学上的应用相当广泛,“激光刀”能有效地局部加热凝固血管,出血少.而且“刀”不与组织接触,不用消*,激光刀很锋利,切割软组织和硬组织都一样快捷,还可应用激光对穴位照射,给穴位输入能量,无痛、灭菌、快速、安全。
第七组(阅读)
激光在信息产业领域有着重要应用。在光纤通信中,激光作为信息高速传输的载体作通信载波.它还是信息高速处理的载体,光学计算机有着普通计算机无法比拟的优点,这种计算机运算速度高,传输信息量大,激光应用在信息存储领域,使大容量、高密度信息存储成为可能,像课本上介绍的DVD实际上是一种存储数据的磁性媒体,它可以双层双面使用,运行时间高达min,储存量是VCD的几十倍甚至数十倍,可多达17GB。
第八组(阅读)
目前,激光已成为重要的战略武器,在国防*事领域有着广泛的应用,例如激光测距、激光雷达、激光制导、激光模拟等技术的应用.激光武器包括激光致盲武器、激光干扰武器、激光防空武器等,这些武器对现代战争产生了深远影响.激光制导炸弹能快速准确无误地击中目标。
用激光点燃核燃料是目前各国科学家竞相研究的重大课题,预计在年左右能够用激光实现核聚变,能源危机问题有望得到根本解决。
师:同学们课前做了很多准备,阅读了大量相关资料,一定很有收获.我也给大家收集了部分与激光相关的录像资料,请大家看一看。
(师生共同观看录像)
(三)课堂总结、点评
通过这节课的学习,我们了解了激光的特点和应用。知道激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性,利用激光的这一特点可以用于光纤通信、全息照像等;激光的平行度非常好,能够准确测量距离和速度;激光的亮度非常高,可以用于控制核聚变、医疗上用做“光刀”进行手术。
★课余作业
高中学生预习+教师备课资料:
高中语文(微课+课件+教案+练习题)汇总
高中英语(微课+课件+教案+习题)汇总
高中数学(微课+课件+教案+习题)资料汇总
高中化学(微课+课件+教案+习题)资料汇总
高中物理(微课+考点+课件+教案+试卷)汇总
高中*治(微课+课件+教案+试卷)汇总
高中生物(微课+考点+课件+教案+试卷)汇总
高中历史(微课+考点+课件+教案+试卷)汇总
高中地理(微课+考点+课件+教案+试卷)汇总
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