(精品)高二物理人教选修3-4 13.8激光教案

第一篇：(精品)高二物理人教选修3-4 13.8激光教案

学校：临清实验高中

学科：物理 编写人：燕敬勇

审稿人：孔庆生

选修3-4第十三章第8节《激光》教学设计

一、教材分析

本节主要讲解激光的特点及其应用，特别是全息照相技术。只要求学生对激光有初步了解，知道激光和自然光的区别，但不给激光下定义，更不讲解激光产生的机理。关于全息照相的原理，理解相位差是形成立体图像的根本原因。由于本节知识重在了解，故可以让学生在老师的指导下自主学习。

二、教学目标

1、知识目标

（1）知道激光的特点，了解激光的应用（2）知道全息照相的原理，理解相位差是形成立体图像的根本原因

2、能力目标

（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.3、情感、态度和价值观目标

通过对激光应用的学习，体验现代科技的神奇，发现的科学的美妙

三、教学重点难点

重点：激光与自然光的区别 难点：激光的应用

四、学情分析

学生已经学习了光的一些知识，对光的特点也有了很多的了解，在此基础上让学生认识和了解一种很特殊的光，就是激光，会激发学生的学习兴趣。也能让学生体会科学的美妙所在。

五、教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习本节课的内容，初步了解激光特点和应用 2．教师的教学准备：教具，多媒体素材，学案的准备

七、课时安排： 1 课时

八、教学过程

1、预习检查

检查学生的预习情况并了解了学生存在的问题

2、创设实验情景，导入课题

利用多媒体让学生观看有激光应用的片段，引起学生的兴趣。促进学生的学习。

3、合作探究，精讲点拨

引导学生仔细阅读教材，完成学习目标 探究问题：

（1）究竟什么是激光呢？

激光是原子受激辐射产生的光。发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是相干光，激光是人工产生的光。（2）激光是如何产生的？

在现代科技中用激光器产生激光。激光一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光。1958年，激光问世。

（3）激光与自然光有什么样的区别？

①普通光源发出的是混合光，激光的频率单一．因此激光相干性非常好，颜色特别纯，②激光束的平行度和方向性非常好． ③激光的强度特别大，亮度很高．（4）激光都有那些特性和用途呢？

激光具有的特点 ①相干性好

所谓相干性好是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件，所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。②平行度非常好

与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确度已达到1m。③激光的亮度非常高

他可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛。④激光单色性很好

激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的。

激光的应用非常多，发展前景非常广阔，目前的重要应用有：光纤通信、精确测距、目标跟踪、激光光盘、激光致热切割、激光核聚变等等．

（5）什么是全息照相？利用了什么原理？和平时我们说的照相有什么不同？

4、反思总结，当堂检测

教师组织学生反思本节课的内容，并总结学到的知识。利用学案进行当堂检测，引导学生构建知识框架并反馈学习情况。

5、发导学案，布置预习

九、板书设计 激光

一、激光的产生

二、激光的特点

三、激光的常见应用

四、全息照相技术

十、教学反思

本节课利用了导学案教学，让学生充分参与到了课堂中。本节的内容主要是了解，要求不是很高，可以让学生自主学习，老师作为引导对不容易理解的知识加以强调。

第二篇：(精品)高二物理人教选修3-4 11.5外力作用下的振动教案

学校：临清三中 学科：物理 编写人：刘明荣 审稿人：盛淑贞

第十一章 第五节

外力作用下的振动教案

一、教材分析

本节是人教版物理选修3-4 十一章第五节，由生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念，然后通过演示实验说明受迫振动的周期与驱动力周期的关系，最后演示实验证明当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大，最后引入了共振的概念

二、教学目标 知识与技能

（1）能从能量的观点分析阻尼振动产生的原因

（2）掌握受迫振动的概念。探究受迫振动的频率与驱动力的频率的关系（3）理解共振的概念及产生条件，知道常见的共振的应用和危害 过程与方法：

通过实验探究受迫振动频率与驱动力频率及共振条件 情感态度与价值观

体会物理与生活的紧密联系，培养热爱生活的情趣

三、教学重点难点 重点：

1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件 难点：

1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关.2.当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大

四、学情分析.1、教学中应该充分发挥实验的作用，使学生理解物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时，振动的特点.2．在做共振实验时，也可以用如下的实验代替课本中图9-33的实验。即在同一块薄木板上固定许多长度不同，但质地、粗细相同的小木棒，振动其中的一个，观察其他小木棒哪一个振动得最剧烈。

3．注意引导学生多思考一下共振在实际中的应用(如乐器的共鸣箱等)以及避免共振的做法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。

五、教学方法

实验、讨论

六、课前准备

弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器

七、课时安排 1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标

现场演示弹簧振子的运动，提出问题：弹簧振子为什么会停下来而不一直运动下去？那么如何才能让它永不停息的运动呢？

（三）合作探究、精讲点播

学生带着上述问题阅读课本17-18页内容。（给予学生2-3分钟时间）

现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。

问：振子从B向O运动过程中，它的能量是怎样变化的？引导学生答出弹性势能减少，动能增加。

问：振子从O向C运动过程中能量如何变化？振子由C向O、又由O向B运动的过程中，能量又是如何变化的？

问：振子在振动过程中总的机械能如何变化？引导学生运用机械能守恒定律，得出在不计阻力作用的情况下，总机械能保持不变。

教师指出：将振子从B点释放后在弹簧弹力（回复力）作用下，振子向左运动，速度加大，弹簧形变（位移）减少，弹簧的弹性势能转化为振子的动能。当回到平衡位置O时，弹簧无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的动能等于它在最大位移处（B点）弹簧的弹性势能，也就是等于系统的总机械能。

在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。

由于简谐运动中总机械能守恒，所以简谐运动中振幅不变。如果初始时B点与O点的距离越大，到O点时，振子的动能越大，则系统所具有的机械能越大。相应地，振子的振幅也就越大，因此简谐运动的振幅与能量相对应。

问：怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变，而一直振动下去呢？引导学生答出，应不断地向系统补充损耗的机械能，以使振动物体的振幅不变。

指出：这种振幅不变的振动叫等幅振动。

举几个等幅振动的例子，例如电铃响的时候，铃锤是做等幅振动。电磁打点计时器工作时，打点针是做等幅振动。挂钟的摆是做等幅振动。它们的共同特点是，工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。

这种周期性变化的外力叫驱动力。

在驱动力作用下物体的振动叫受迫振动。

再让学生举几个受迫振动的例子，例如内燃机气缸中活塞的运动，缝纫机针头的运动，扬声器纸盆的运动，电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。

问：受迫振动的频率跟什么有关呢？ 让学生注意观察演示（图3）。用不同的转速匀速地转动把手，可以发现，开始振子的运动情况比较复杂，但达到稳定后，振子的运动就比较稳定，可以明显地观察到受迫振动的周期等于驱动力的周期。这样就可以得到物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振子的固有频率无关。

问：受迫振动的振幅又跟什么有关呢？ 演示摆的共振（装置如图4），在一根绷紧的绳上挂几个单摆，其中A、B、G球的摆长相等。当使A摆动起来后，A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力，经一段时间后，它们都会振动起来。驱动力的频率等于A摆的频率。实验发现，在A摆多次摆动后，各球都将以A球的频率振动起来，但振幅不同，固有频率与驱动力频率相等的B、G球的振幅最大，而频率与驱动力频率相差最大的D、E球的振幅最小。

明确指出：驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振。

讲解一下共振在技术上有其有利的一面，也存在不利的一面。结合课本让同学思考，在生活实际中利用共振和防止共振的实例。

（四）反思总结、当堂检测

支持火车车厢的弹簧的固有频率为2Hz，行驶在每节铁轨长10米的铁路上，则当运行速度为____m/s时，车厢振动最剧烈。[20m/s]

（五）发导学案、布置作业

九、板书设计

1物体在驱动力作用下的振动是受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率； 2．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动振幅最大的现象叫共振

十、教学反思

本节概念较多，需要让学生在理解基本概念的基础上解决基本问题！

第五节外力作用下的振动学案

课前预习学案

一、预习目标

1、能从能量角度分析阻尼振动产生原因

2、知道受迫振动的概念，利用实验探究其频率与驱动力频率的关系

二、预习内容 1 振动叫做阻尼振动

2当振动系统受到阻力的作用时，系统克服阻力的作用要做功，消耗，因而振幅减小，最终停下来。的振动叫受迫振动。

4受迫振动频率（大于/小于/等于）驱动力频率

5当 时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。

三、提出疑惑

课内探究学案

一、学习目标

通过实验探究共振的产生条件

二、学习过程

1分组讨论阻尼振动产生的原因及避免方法

2互相合作通过实验探究受迫振动频率与驱动率频率关系及共振条件

【典型例题】

汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k=1.5×105 N/m.汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f=

12gf（ll为弹簧的压缩长度）.若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受？

三、反思总结

四、当堂检测

1.铁路上每根铁轨长12 m，若支持车厢的弹簧固有周期是0.6 s，列车以下列哪一速度行驶时，车厢振动得最厉害（）A.20m/s

B.5 m/s

C.6 m/s

D.12 m/s 2.如图11-5-4所示是一个做阻尼振动的物体的振动图象，A、B两点所在直线与横轴平行.下列说法正确的是（）

图11-5-4 A.物体A时刻的动能等于B时刻的动能 B.物体A时刻的势能等于B时刻的势能 C.物体A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.物体A时刻的机械能大于B时刻的机械能

3.如图11-5-5所示，在一根弹性木条上挂几个摆长不等的单摆，其中A、E的摆长相等，A摆球的质量远大于其他各摆.当A摆振动起来后，带动其余各摆也随之振动，达到稳定后，以下关于各摆振动的说法正确的是（）

图11-5-5 A.各摆振动的周期都相等

B.C摆振动的振幅最大 C.B、C、D、E四摆中，E摆的振幅最大

D.C摆振动的周期最大

4.A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f.若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则（）A.A的振幅较大，振动频率为f

B.B的振幅较大，振动频率为3f C.A的振幅较大，振动频率为3f

D.B的振幅较大，振动频率为4f 5.自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是（）A.机械能守恒

B.能量正在消失

C.总能量守恒，机械能减小

D.只有动能和势能的相互转化

课后练习与提高

1图11-5-6中，两小球质量分别为M和m（M>m），悬挂在同一根水平拉紧的绳上，先使M摆动，则以下说法正确的是（）

图11-5-6 A.m的摆动周期几乎与M的周期相等

B.m的振幅随l1长短的改变而改变 C.l1=l2时，m有最大振幅

D.l1=l2时，m的振幅有可能大于M的振幅

2.如图11-5-7所示，沿波的传播方向上有间距都为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置.一列横波以1 m/s的速度水平向右传播，t=0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动.t=1 s时，质点a第一次到达最高点，则在4 s

图11-5-7 A.质点c的加速度逐渐增大

B.质点a的速度逐渐增大 C.质点d向下运动

D.质点f保持静止 3.(2006广东高考)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s.下列说法正确的是（）A.列车的危险速率为40 m/s B.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行 4.如图11-5-8所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少？（g取10 m/s2）

图11-5-8 5.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图11-5-9所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动.匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动.把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图11-5-10所示.当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图11-5-11所示.若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则

图11-5-9

图11-5-10

图11-5-11 A.由图线可知T0=4 s

B.由图线可知T0=8 s C.当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小 D.当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小

参考答案 当堂检测 1A 2 BD 3 AC 4B 5 C

课后练习与提高 ABCD

2、ACD

3、AD

4、l=1 m Am=8 cm vm=0.25 m/s am=0.8 m/s2

5、AC

第三篇：咬文嚼字 教案人教选修

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3.4 咬文嚼字 教案（人教选修—语言文字应用）

教学目标

1、通过对文中有关几个实例的尝试品味，体会斟酌文字与精微准确地传情达意之间的重要关系，从而自觉养成“一字不肯放松”的正确谨严的语文学习习惯。

2、引导学生注意对本文语言的质疑分析，培养求实创新精神。

教学过程

一、导入：

打一谜语让同学们猜：小老鼠看书－－咬文嚼字

小老鼠学习的精神应该推广：把书吃掉，消化掉，成为一个很有品位的小老鼠。

二、解题

“咬文嚼字”一般解释为：过分地斟酌字词（死抠字眼，不领会精神实质）。作者赋予这个成语一种新的意义，就是在文字运用上“必须有一字不肯放松的谨严”。

作者提倡“咬文嚼字”，认为语言文字与思想感情有密切关系，文字的优劣要从它所表达的思想感情和表现的意境上去辨别，文字的运用，要从思想感情的透彻、凝练、创新入手。

三、作者介绍

朱光潜(1897-1986)，著名美学家、文艺理论家、翻译家。笔名孟实，安徽省桐城县人。我国现代美学的开拓者和奠基者之一。他学贯中西，博古通今。《西方美学史》是朱光潜最重要的一部著作，也是我国学者撰写的第一部美学史著作，具有开创性的学术价值，代表了中国研究西方美学思想的水平。朱光潜信奉“三此主义”，即此身，此时，此地。“此身应该做而且能够做的事，就得由此身担当起，不推诿给旁人。”“此时应该做而且能够做的事，就得在此时做，不拖延到未来。”“此地（我的地位、我的环境）应该做而且能够做的事，就得在此地做，不推诿到想象中另一地位去做。”这是朱光潜不尚空谈、着眼现在、脚踏实地的治学精神的体现。他的座右铭：“以出世的精神，做入世的事业”。

主要代表作有：《文艺心理学》《谈美书简》《给青年的十二封信》

四、课文分析

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《咬文嚼字》全文8段，1—7段是文章的主体，为第一部分。8段表明文章的主旨，是文章的第二部分。

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原文：红杏枝头春意浓

改文：红杏枝头春意闹

解说：非一“闹”字，不能形容其杏之红，其红之浓。“闹”将无“声”的景象随着上有“声”的意味。日常经验里的视觉、听觉等感觉被彼此打通，多层次地将审美的精微感受传达出来。

最后在总结课内外诸多实例的基础上让学生明确文字和思想感情有密切关系，语言跟思想情感走，更动了文字就同时更动了思想情感。只有刻苦自励，推陈翻新，时时求思想情感和语言的精练与吻合，才会逐渐达到艺术的完美。

观点性语段在最后一段，作者主要的观点是：

1、应该有谨严精神；

2、只有咬文嚼字，不断推陈翻新，追求思想感情和语言的精练与吻合，才可能达到艺术的完美。

补充资料：

题李凝幽居 唐•贾岛

闲居少邻并，草径入荒园。鸟宿池边树，僧敲月下门。

过桥分野色，移石动云根。暂去还来此，幽期不负言。

注解：幽居:指隐居处.云根:古人认为云生在山石上,石为云根.幽期:归隐所约的日期.译文：幽闲地住在这里,很少有邻居往来,只有一条杂草遮掩的小路通向荒芜的小园.鸟儿歇宿在池边的树上,归来的僧人正在月下敲响山门.走过小桥呈现出原野迷人的景色,云脚正在飘动,好像山石在移动.我暂时要离开这里,但不久还要回来,要按照约定的日期与朋友一起隐居,决不食言.锦 瑟 唐•李商隐

锦瑟无端五十弦，一弦一柱思华年。庄生晓梦迷蝴蝶，望帝春心托杜鹃。

沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟。此情可待成追忆，只是当时已惘然。

译文：锦瑟呀，你为何竟然有五十条弦？每弦每节，都令人怀思黄金华年。我心象庄子，为蝴蝶晓梦而迷惘； 又象望帝化杜鹃，寄托春心哀怨 沧海明月高照，鲛人泣泪皆成珠蓝田红日和暖，可看到良玉生烟。

悲欢离合之情，岂待今日来追忆，只是当年却漫不经心，早已惘然。

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青玉案 宋•贺铸

凌波不过横塘塘路，但目送，芳尘去。——眼看此女走近又离去。

锦瑟华年谁与度？——猜想她住什么地方？有夫否？

月台花榭，琐窗朱户，只有春知处——或许是那女子气质高雅，使人想他应住在这种“月台

花榭，琐窗朱户”的华屋吧。

碧云冉冉衡皋暮，彩笔新题断肠句——从清晨等到日暮，佳人不再来，写了断肠句。

试问闲愁都几许？——心全乱了，愁绪满怀。

一川烟草，满城风絮，梅子黄时雨！——喻情于景，愁如一川烟草，偏此时又下起梅雨，满

城飘起柳絮，春天的雨有时确实使人恼啊。

贺铸一生所识女子颇多，为何只对此女有这种情思，有两个原因：一是这位女子与作者已亡故的妻有些相像，产生“移情”心理；二是这位女子与作者心目中的女性偶像十分贴近，使用权他一见而钟情。

宋•苏轼

独携天上小团月，来试人间第二泉。

小团月是一种名品茶（在当时是贡茶）第二泉指的是二泉亭品二泉水和眺望太湖

例子：

红杏枝头春意“浓”

红杏枝头春意“闹”

宋祁 《玉楼春》

东城渐觉风光好，彀皱波纹迎客棹。绿杨烟外晓寒轻，红杏枝头春意闹。

浮生长恨欢娱少，肯爱千金轻一笑？

縠皱：即皱纱，喻水的波纹。

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浮生：指飘浮无定的短暂人生

刘公勇在词话里称“一闹字卓绝千古”。“闹”字好就好在准确、鲜明、生动，带有动态地刻画春天的蓬勃生机，并把作者对春天这样一个万物萌发，生机盎然的季节的到来的欣喜用一个“闹”字表达了出来。作者的感情态度尽含于一个闹字之中。

课堂小练习：

在诗中的括号内，填入六个字，构成六幅画。塞鸿秋·浔阳即景 元·周德清

长江万里白如（），淮山数点青如（），江帆几片疾如（），山泉千尺飞如（）。晚云都变露，新月初学（），塞鸿一字来如（）。

原诗

塞鸿秋·浔阳即景 周德清

长江万里白如练，淮山数点青如淀，江帆几片疾如箭，山泉千尺飞如电。

晚霞都变露，新月初学扇，塞鸿一字来如线。

（四）阅读下列文字，说说修改稿好在哪里？

原稿：

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老渔民长得高大结实，看样子60岁左右，嘴巴下留着一把花白胡子。瞧他那眉目神气，就像秋天的晴空一样，晴朗又透明又深沉。

修改稿：

老渔民长得高大结实，留着一把花白胡子。瞧他那眉目神气，就像秋天的高空一样，又晴朗又深沉。

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第四篇：高三物理激光教案

激光

【教学目的】

1、了解激光的特点

2、了解激光的应用

【教学重点】

激光的应用

【教学难点】

为什么激光具有特殊的性质

【课时安排】

1课时

【教学过程】

○、引入

从偏振的介绍我们发现，光波作为一种电磁波，比起机械横波有它的复杂性。本节课，我们将介绍一种特殊的光波，以及它的应用——

一、激光

1、概念：激光准确内涵是“来自受激辐射的放大、增强的光”。由于它的英文全称为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，可以被缩写为Laser，中文也常常音译为“镭射”。

2、产生机理：

a、设置工作物质（发光物质——可以是气体、液体或固体）；

b、泵浦——*能把大量的处于基态能级的电子激发到高能级上去的装置。常见的泵浦有光源、化学能源（固体工作物质多用光照射法，气体工作物质多用放电法）（补充能量）实现粒子数反转——*属于高能态的电子比属于低能态的电子数多（所谓“反转”，是因为这种状．．．．．况突破了“正常”的玻耳兹曼分布规律）→受激辐射；

c、谐振腔（内连续来回反射、振荡）诱发同性质的跃迁→使同频率、同相位的受激辐射得以放大。．．

3、激光的特点：a、单色性；b、方向性；c、相干性；d、高亮度（能量）。

4、发展大事记：

a、1916年，爱因斯坦提出“受激辐射”（和“自发辐射”对立）理论； b、1928年，德国的光谱学家拉登堡（R.W.Ladenburg）发现“负色散现象”；

c、1947年，兰姆（W.E.Lamb，jr.）和雷瑟福（R.C.Retherford）指出，通过粒子数反转可以期望实现感应辐射（即受激辐射）；

d、1953年，美国的汤斯小组制成“微波激射器”；

e、1958年，肖洛和汤斯的论文《红外区和光学激射器》论证了将微波激射技术扩展到红外区和可见光区的可能性；

f、1960年，美国的梅曼制成第一台红宝石激光器；

g、1961年，我国第一台红宝石激光器在长春光机所诞生。

5、激光器的分类：

a、气体激光器（氦氖激光器、氩离子激光器、“隐形杀手”二氧化碳激光器）；

*氩离子激光器：它可以发出鲜艳的蓝绿色光，可连续工作，输出功率达100多瓦。因为人眼对蓝绿色的反应很灵敏，眼底视网膜上的血红素、叶黄素能吸收绿光，所以在眼科上用得最多。氩离子激光器发出的蓝绿色激光还能深入海水层，而不被海水吸收，因而可广泛用于水下勘测作业。* “隐身”激光器：二氧化碳激光器可称“隐身人”，因为它发出的激光波长为10.6微米，“身”处红外区，肉眼不能觉察，它的工作方式有连续、脉冲两种。连接方式产生的激光功率可达20千瓦以上。脉冲方式产生的波长10.6微米激光也是最强大的一种激光。人们已用它来“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出现是激光发展中的重大进展，也是光武器和核聚变研究中的重大成果。

b、液体、化学和半导体激光器（“变色龙”染料激光器、“死光”氟化氢激光器、砷化镓激光器）；

* “变色”激光器：工作物质就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。气体产生的激光有明确的波长，而染料产生的激光，波长范围较广，或者说有多种色彩。染料激光器的光学谐振腔中装有一个称为光栅的光学元件。通过它可以根据需要选择激光的色彩，就像从收音机里选听不同频率的无线电台广播一样。这种激光器主要用于光谱学研究。

*化学激光器：是用化学反应来产生激光的，如氟原子和氢原子发生化学反应时，能生成处于激发状态的氟化氢分子。当两种气体迅速混合后，就能直接从化学反应中获得很强大的光能。这类激光器比较适合于野外工作，或用于军事目的，令人畏惧的死光武器就是应用化学激光器的一项成果。

c、固体激光器（红宝石激光器、钇铝石榴石激光器）。

二、激光的应用

1、天文领域：激光望远镜测天体距离。*上海天文台60厘米卫星激光望远镜：上海天文台的第三代卫星激光测距系统建立于1986年，主要由60厘米口径的望远镜、自滤波锁模激光器、高精度时间间隔计数器和时频系统等部分组成。由于采用了先进的单光子雪崩二极管接收器，以及卫星跟踪和测量过程由计算机自动控制，使测量精度大大提高。目前这台仪器可测量的最大距离是二万公里，精确度为1.5－2厘米。经过多年努力，1998年上海天文台的SLR系统在国内第一个实现了白天激光测距，达到了世界先进水平，从而不仅使观测数量增加一倍，还能保证所有卫星轨道都能取得观测资料，对提高定轨精度及应用研究极为重要。上海天文台SLR站是中国SLR联测网的负责单位，也是国家大科学工程“地壳运动观测网络”的重要观测基地之一，同时与国外SLR站有着密切的合作关系，是国际激光测距服务（ILRS）和西太平洋激光跟踪网的重要组成单位。

2、工业材料的加工：激光雕刻、切割、焊接。

3、医学领域：激光手术。

4、信息技术领域：a、信息传输（激光光纤）；b、信息存储（激光刻录CD、DVD、软件）。*激光在贮存信息方面有全息照相、光学计算机、光盘等。以往的光学图象只能记录光的强度，利用激光既可以记录光的强度又可以记录光的相位，即可以记录光的全部信息，因此称为全息照相。照出的图象是立体的。利用激光的相干性，人们正在研究光学计算机。光学计算机与电子计算机相比，具有运算速度快、信息容量大的优点。它的信息处理过程接近于人眼和大脑的观察与识别外界事物的过程。光盘即激光视盘，是利用激光贮存信息的“唱片”。它是由两片透明塑料组成，塑料片上涂有一层反射膜。光盘的厚度约1毫米，直径为20～30厘米，两面都可使用。用光盘播放时，首先由半导体激光器发出激光，一台小型计算机控制激光来扫描，得到以数字形式输入的脉冲信号，再由计算机转换成电视信号传给电视机。用光盘播放的音像质量高，使用寿命长，而且光盘中记录的每幅图象都有编号，可以任意选取，非常方便。

5、军事领域：a、激光制导炸弹；b、激光热武器。

*激光武器分为激光制导炸弹和激光热武器两种。激光制导炸弹在攻击目标时，由目标指示飞机发射激光，照射目标，由运载机投弹，制导炸弹（即导弹）则根据从目标反射回来的激光飞向目标。这种炸弹偏离目标不大于10米，而普通炸弹则通常平均偏离目标在100米左右。激光热武器是利用激光的热效应来破坏目标的。轻型的激光热武器可称为激光枪，可用来杀伤人员，重型的称为激光炮，可烧毁装甲车、飞机、导弹和卫星等。激光热武器的优点是速度快，命中率高。缺点是不能大面积摧毁目标。制造激光热武器要求有大功率的激光器，目前有一些技术难题尚未完全解决，还处于研制阶段。

三、小结

本节课，我们了解了一种特殊的光波，和它的一些相关应用。介绍停留在常识的层面，对于深层次的知识，因为篇幅和时间的关系，没有涉及。希望大家能够通过中学阶段的“抛砖引玉”引起对于前沿科技的兴趣，进而树立起攀登科学高峰的信念。

第五篇：高二物理选修3-5能量量子化教学案

高二

班

姓名

第十七章

波粒二象性

§17.1

能量量子化

【学习目标】

1．知道什么是黑体与黑体辐射。

2．了解“紫外灾难”。

3．知道什么叫能量子及其含意。

【重点和难点】

1．重点：黑体辐射的实验规律

能量量子化

2．难点：黑体辐射的理解

【新课教学】

1．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的________有关，所以叫做热辐射。

2．如果某种物体能够________入射的各种波长的电磁波而不发生________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关。

3．普朗克假说：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的________。当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位________地辐射或吸收的。这个不可再分的最小能量值ε叫做________，ε＝________，ν是电磁波的频率，h是一个常量，后被称为普朗克常量。其值为h＝________

J·s。

4．黑体与黑体辐射

(1)热辐射

①定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。

②热辐射的特点

物体在任何温度下都会发射电磁波，热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。当物体温度较低时(如室温)，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波(在红外线区域)，不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大。

(2)黑体

①定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。如果一个物体能够完全吸收投射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

②黑体辐射的特性：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

5．黑体辐射的实验规律

(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。

(2)随着温度的升高

①各种波长的辐射强度都有增加；

②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，黑　体

一般物体

热辐射特点

辐射电磁波的强度按波长(或频率)的分布只与黑体的温度有关

辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关

吸收及反射特点

完全吸收各种入射电磁波，不反射

既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关

【课堂例题】

【例1】：黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知

（）

A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加

B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加

C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

【例2】：关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是

（）

A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε

B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍

C．能量子与电磁波的频率成正比

D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的【例3】：红光和紫光相比

（）

A．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大

B．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大

C．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小

D．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小

【例4】：光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400—700

nm、400

nm、700

nm电磁辐射的能量子的值各是多少？

【课后反馈】

1．关于对黑体的认识，下列说法正确的是

（）

A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关

D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸

收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

2．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是

（）

A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波

B．温度越高，物体辐射的电磁波越强

C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关

D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色

3．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是

（）

A．红光

B．橙光

C．黄光

D．绿光

4．某种光的光子能量为E，这种光在某一种介质中传播时的波长为λ，则这种介质的折射率为()

A．

B．

C．

D．

5．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为

（）

A．

B．

C．

D．

6．2006诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是()

A．微波是指波长在10－3

m到10

m之间的电磁波

B．微波和声波一样都只能在介质中传播

C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

7．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约为37

℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm。根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3

m·K。

(1)

老鼠发出最强的热辐射的波长为

()

A．7.8×10－5

m

B．9.4×10－6

m

C．1.16×10－4

m

D．9.7×10－8

m

(2)

老鼠发出的最强的热辐射属于

()

A．可见光波段

B．紫外波段

C．红外波段

D．X射线波段

8．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×10－3—1.6×10－3

m，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的________。(已知普朗克常量h＝6.6×10－34

J·s，真空中的光速c＝3.0×108

m/s。结果取两位数字)

9．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2

400

J、波长λ为0.35

μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34

J·s，则该紫外激光所含光子数为多少个？(取两位有效数字)。

10．氦—氖激光器发出波长为633

nm的激光，当激光器的输出功率为1

mW时，每秒发出的光子数为多少个？