Слайд 1Автор: Тарасова Анна Владимировна,
МОУ СОШ №13 Краснооктябрьского района г.Волгоград
11 класс
Лазеры
Слайд 2Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
Лазеры
Слайд 3Цель: познакомиться с принципом действия квантовых источников света.
Слайд 41. Спонтанное и вынужденное
излучение.
2. Квантовые
генераторы.
3. Трёхуровневый лазер.
4. Применение лазеров.
Слайд 51. Какое состояние атома называется основным, а какое – возбуждённым?
2. В
каком состоянии атом будет существовать дольше – в основном или возбуждённом?
3. При каких условиях атом излучает?
Слайд 6Спонтанное излучение
В возбуждённом состоянии атом находится около 10-8 с, после чего
самопроизвольно (спонтанно) переходит в основное состояние, излучая при этом квант света.
Слайд 7
Спонтанное излучение происходит при отсутствии внешнего воздействия на атом и объясняется
неустойчивостью его возбуждённого состояния.
Слайд 8 Вынужденное излучение
Если же
атом подвергается внешнему воздействию, то время его жизни в возбуждённом состоянии сокращается, а излучение уже будет вынужденным или индуцированным.
Понятие о вынужденном излучении было введено в 1916 г. А. Эйнштейном.
Слайд 9Вынужденное излучение
Вынужденное излучение происходит в результате воздействия на возбуждённый атом кванта
света, частота которого совпадает с частотой его спонтанного излучения. Атом при этом переходит на более низкий энергетический уровень, и к первичному фотону добавляется ещё один фотон, ничем не отличающийся от первого. Падающее на атом излучение удваивается, затем может образоваться «лавина» фотонов.
Слайд 10Квантовые генераторы
Оптические квантовые генераторы, излучение которых лежит в видимой и инфракрасной
области спектра, называются лазерами.
Слайд 11Трёхуровневая система лазера
При работе лазера часто используется система трёх энергетических состояний
атома, второе из которых – метастабильное со временем жизни атома в нём до 10-3 с.
Слайд 12Рубиновый лазер
Основная деталь рубинового лазера – рубиновый стержень. Рубин состоит из
атомов Al и O с примесью атомов Cr. Именно атомы хрома придают рубину цвет и имеют метастабильное состояние.
Слайд 13Рубиновый лазер
На стержень навита трубка газоразрядной лампы, называемой лампой накачки. Служит
для передачи атомам хрома квантов энергии для перехода из основного состояния в метастабильное. Очень быстро образуется «перенаселённость» метастабильного уровня.
Слайд 14Рубиновый лазер
Один из торцов стержня зеркальный (для как можно большей задержки
фотонов внутри стержня и вызывания как можно большего числа актов вынужденного излучения), другой – полупрозрачный (через него выходит лазерное излучение). Боковая поверхность стержня непрозрачная.
Слайд 15Свойства лазерного излучения
Лазеры способны создавать пучки света с очень малым углом
расхождения.
Все фотоны лазерного излучения имеют одинаковую частоту (монохроматичность) и одно и то же направление (согласованность).
Лазеры являются мощными источниками света (до 109 Вт, т.е. больше мощности крупной электростанции).
Слайд 16Применение лазеров
1) Обработка материалов
(резание, сварка,
сверление).
2) В хирургии вместо
скальпеля.
3)
В офтальмологии.
4) Голография.
5) Связь с помощью
волоконной оптики.
6) Лазерная локация.
7) Использование лазерного луча в качестве носителя информации.
Слайд 18Закрепление
Вопросы 1 - 8 на стр. 206
Слайд 19Домашнее задание
§28 учебника; задачник Г.Н. Степановой, № 1697, 1703, 1723.
По
желанию – подготовить презентацию на одну из тем:
«Применение лазеров»
«Лазеры, их виды, принцип действия»
«История создания лазера»
Слайд 20Источники информации
http://www.mger2020.ru/files/lazer-1708.jpg.
http://kitich.ru/blog/img/rubriki/internet/211501.20710_real.jpg.
http://mirpraznik.narod.ru/laser_show_16.jpg.
Диск «Физика. 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий» из
серии «1С: Образование», 2003-2006.
Физика. 11 класс. Учебник / Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик. – М.: Илекса, 2007.