高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第5节 激光与全息照相精品备课ppt课件

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1960年5月15日，美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验。他的实验装置里有一根人造红宝石棒。突然，一束深红色的亮光从装置中身射出，它比太阳表面还要亮4倍！这是一种完全新型的，自然界中不存在的光！
激光和激光器是20 世纪最重大的科学发明之一。
根据玻尔理论，原子是由原子核和电子组成的，电子在核外的一定轨道上绕原子核运动， 电子在不同轨道上运动时原子具有不同的能级。 处于高能级的原子能自发的向低能级跃迁，这过程称为自发跃迁，过程会释放出光子，这过程也称为自发辐射跃迁。
普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯）的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干光。
1916年，爱因斯坦发现还原子还存在另一种跃迁过程——受激辐射跃迁
即在外来光子的作用下，处在高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出能量相同的光子。
受激辐射产生的光子与外来诱导产生跃迁的光子具有相同的特征：它们的频率、相位、偏振方向、传播方向均相同。这种光就被命名为激光。
激光是原子受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的频率一致、 相位一致、 偏振方向一致、 传播方向一致，所以激具有:
单色性好，方向性好，亮度高的特点。
1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度好：测距、测速（激光雷达测速）、 信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计算机光盘
3.亮度高（能量高）：工业切割、焊接；医学“光刀”、焊接。利用强激光产生的高压引发核聚变。
1948年，英国物理学家伽柏提出了全息照相的设想：利用两束光的干涉条纹记录被摄物体，记录干涉条纹的底板经过适当处理后，会再现一个逼真的像。由于当时没有足够强的单色光源， 实验结果不甚理想。激光的发明和普及，使全息照相获得了很大的发展，伽柏也因对全息照相的研究获得了1971年诺贝尔物理学奖。
全息照相是应用光的干涉实现的
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
全息照相与普通照相相比有如下几个突出特点：
观察再现的图像时，看到的三维立体图像和原来的物体几乎一模一样；如果发现一个物体部分被遮挡了，你只要改变一下角度，便能观察到被遮挡的部分；如果一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下一小部分，从这一小部分照片仍可再现原物的全貌；可在同一张底片上记录多张图像，再现时可在不同的角度分别观察到多个不同的像而不互相干扰。