學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第五節(jié)激光●本節(jié)教材分析激光問世以來，因其諸多優(yōu)于自然光的特點,在各個領域得到了廣泛應用，激光理論、激光技術、激光應用等各個方面，都取得了巨大的進展.教材對此進行初步介紹，有利于學生全面了解光學知識，拓寬知識面，開闊眼界.本節(jié)只要求學生初步了解激光，側重強調(diào)激光和自然光的區(qū)別，但沒有給激光下定義，更沒有講述激光的產(chǎn)生機理.教材沿兩條線索介紹激光：一是從它的相干性,二是它能在很短的時間和很小的空間集中很大的能量.教學中也應著重講解，還可以結合最近的科技成果聯(lián)系學生接觸的實驗做必要的介紹?！窠虒W目標一、知識目標1。了解激光和自然光的區(qū)別。2。通過閱讀,收集整理相關資料，認識激光的特點和應用.二、能力目標1.通過課外閱讀,收集整理有關激光應用的資料,培養(yǎng)加工處理信息的能力。2。通過對激光的特點及應用的學習，培養(yǎng)應用物理知識解決實際問題的能力.三、德育目標通過對激光應用的學習，使學生感受到科學知識的無究力量，培養(yǎng)熱愛科學的品質(zhì).●教學重點激光與自然光的區(qū)別以及激光特點和應用。●教學難點激光與自然光的區(qū)別。●教學方法1。通過對自然光的分析，提出激光的相干性。2。通過學生課前閱讀,初步了解激光的特點及廣泛應用.3.通過收集激光方面的材料，討論交流，進一步掌握激光的特點及應用知識。4.通過觀看錄像，進一步加深對激光知識的了解.●教學用具激光手電筒、投影儀、三段有關激光的錄像材料?！裾n時安排1課時●教學過程一、引入新課［師]課前大家已經(jīng)閱讀了課文，了解了激光是自然界沒有的光，首先我們來看看它與自然光有什么不同.二、新課教學（一)自然光和激光（投影）自然光（例如白熾燈）激光原子發(fā)光方向,時刻不確定頻率不一樣不能發(fā)生干涉非相干光頻率一樣能發(fā)生干涉(雙縫干涉實驗）人工產(chǎn)生的相干光都是原子受激發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)射出來的［師］通過上表的比較,同學們可以看到,激光的第一個特點就是它是一種人工相干光.激光還有許多與自然光不同的特點,下面請同學們將自己閱讀課文整理的表格展示出來.（教師巡視，大部分同學整理得很好，選出比較全面的一組投影（如表20-2)老師簡單講解）[師］其實，激光的應用遠不止這些,而且還在迅速發(fā)展，這方面的介紹很多,下面請大家根據(jù)課前收集的材料，開展課堂交流。（二)激光的應用(分組介紹，同時教師提煉要點并板書，以調(diào)動學生的積極性.）第一組（投影資料）我們組收集整理了激光在相干性方面的特點，激光是相干光.可用來進行光的干涉、衍射等實驗（科學實驗）,由于原子的發(fā)光不是無限制持續(xù)的,每一次發(fā)光與下一次發(fā)光總有一個時間間隔，只有同一光源在同一發(fā)光時間間隔內(nèi)發(fā)出的光，在空間某點相遇時才會發(fā)生干涉,所以原子發(fā)光的平均時間間隔稱為相干時間，在相干時間內(nèi)光的行程稱為相干長度,激光的相干長度可達幾十千米，相干性較好。第二組（投影資料）我們組整理的信息中，激光的另一特點是激光的亮度特高，近年研制出的強激光的亮度要比太陽亮100億倍以上.激光器發(fā)出的激光是集中在沿傳播方向的一個極小的發(fā)射角內(nèi)，亮度就會比同功率的光源高幾億倍，在極短時間內(nèi)會輻射出巨大的能量，聚集在一點時可產(chǎn)生幾百萬甚至上千萬度的高溫。第三組除了前面兩組介紹的兩個特點外，還有一個特點就是激光的單色性好，自然界找不到頻率“純凈”的光，各種頻率的光總是混雜在一起的。但由于激光器中光學諧振腔的干涉作用，只有那些滿足諧振腔共振條件的頻率才能形成激光輸出,不滿足共振條件的頻率，都在諧振腔內(nèi)干涉相消了，因此激光的頻率單一，單色性非常好,拿氦氖氣體激光器來說,它產(chǎn)生的光波長范圍不到一百億分之一微米，完全可以視為單一而沒有偏差的波長,是極純的單色光.第四組我們組收集的資料中，除了前面三組講的，還有一點，激光的方向性好，一般的手電筒或探照燈聚光雖然很好，看上去它們射出的光束是筆直的,但在一兩公里后，光線就發(fā)散成很大一片,亮度明顯減弱。而激光射到這個距離上基本沒有發(fā)散，激光是方向最一致、最集中的光。［師]前面幾組同學從激光的特點角度閱讀收集了很多資料,都比較好，雖然其中有些材料我們不能完全弄懂，但以后我們還有很多學習機會,到時可以更進一步理解.下面我們再來交流激光應用方面的資料。第五組（閱讀)激光具有很高的能量，所以它是精密機械加工特別是微電子工業(yè)加工不可缺少的工具，用激光對金屬打孔、切割、焊接、淬火，激光代替機械刀具和刻刀直接加工大型和微型元件，具有普通機械加工不可比擬的特點。利用它可以在堅硬的材料上打直徑0。1mm到幾微米的小孔。激光鉆孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且鉆孔速度異?？欤梢詭浊Х种幻肷踔翈装偃f分之一秒內(nèi)鉆出表面十分整齊光潔的小孔，激光快速自動成型技術,可以控制激光束將材料逐層“燒結”而形成實體零件或模具、模型。它可快速制成精密復雜或不規(guī)則圖案的機械零件。我國已經(jīng)研制成功激光迅速自動成型機，標志著我國已經(jīng)掌握了這項新技術，并迅速進入國產(chǎn)化、商品化階段.第六組（閱讀)激光在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也有廣泛應用,用激光照射農(nóng)作物種子,可誘發(fā)遺傳變異,縮短種子發(fā)芽時間，育出的秧苗生長比較快，長勢好，粗壯且均勻整齊，改善了農(nóng)作物生長性能,提高產(chǎn)量.把激光技術引入果樹裁培,能改良水果品質(zhì)，提高水果產(chǎn)量。用激光照射牲畜家禽魚類,能促進生長發(fā)育等。激光在臨床醫(yī)學上的應用相當廣泛,“激光刀"能有效地局部加熱凝固血管，出血少。而且“刀”不與組織接觸，不用消毒，激光刀很鋒利，切割軟組織和硬組織都一樣快捷，還可應用激光對穴位照射，給穴位輸入能量，無痛、滅菌、快速、安全。第七組(閱讀)激光在信息產(chǎn)業(yè)領域有著重要應用。在光纖通信中，激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體作通信載波。它還是信息高速處理的載體，光學計算機有著普通計算機無法比擬的優(yōu)點,這種計算機運算速度高，傳輸信息量大,激光應用在信息存儲領域，使大容量、高密度信息存儲成為可能，像課本上介紹的DVD實際上是一種存儲數(shù)據(jù)的磁性媒體,它可以雙層雙面使用，運行時間高達484min，儲存量是VCD的幾十倍甚至數(shù)十倍,可多達17GB。第八組(閱讀）目前，激光已成為重要的戰(zhàn)略武器,在國防軍事領域有著廣泛的應用，例如激光測距、激光雷達、激光制導、激光模擬等技術的應用。激光武器包括激光致盲武器、激光干擾武器、激光防空武器等，這些武器對現(xiàn)代戰(zhàn)爭產(chǎn)生了深遠影響.激光制導炸彈能快速準確無誤地擊中目標.用激光點燃核燃料是目前各國科學家競相研究的重大課題,預計在2010年左右能夠用激光實現(xiàn)核聚變，能源危機問題有望得到根本解決.[師］同學們課前做了很多準備,閱讀了大量相關資料,一定很有收獲.我也給大家收集了部分與激光相關的錄像資料，請大家看一看.（師生共同觀看錄像）三、小結四、布置作業(yè)練習四、1五、板書設計（一）自然光與相干光自然光 原子發(fā)光方向，產(chǎn)生時刻都不確定頻率不一樣不能發(fā)生干涉是非相干光激光 頻率一樣能發(fā)生干涉是人工相干光（二）激光的應用（三）交流總結（根據(jù)學生表述，提煉板書內(nèi)容)特點應用(略)六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計1。下列說法正確的是A。自然光經(jīng)濾色片過濾后形成的單色光就是激光B.激光在自然界中不存在,只有用人工的辦法產(chǎn)生C。激光能像無線電波那樣進行調(diào)制，用以傳遞信息D。激光雷達不僅可以測距離,還可以測目標的速度2.一般認為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”，實際上它的頻率并不是真正單一的，激光頻率為ν是指它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Δν（也稱頻譜寬度），如圖20—26，讓單色光照射到薄膜表面a，一部分光從前表面反射回來（這部分光稱為甲光），另一部分光折射進入薄膜，經(jīng)表面b反射后再從表面a折射出(這部分光稱乙光），當甲、乙兩部分光相遇疊加而發(fā)生干涉，稱為薄膜干涉。乙光與甲光相比，要在薄膜中多傳播一小段時間Δt，理論和實踐都證明,能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是：Δt的最大值Δtm與Δν的乘積近似等于1,即只有滿足Δtm·Δν≈1時才會觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象.圖20圖20—26已知某紅寶石激