Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 34: Sơ lược về Laze - Lại Văn Công

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 34: Sơ lược về Laze - Lại Văn Công

1. nhiệt liệt chào mừng các thầy - cô giáo về dự hội giảng giáo viên dạy giỏi tỉnh thái bình môn vật lí lớp 12 năm học 2008- 2009 Chúc các em học sinh lớp 12A4 học thật tốt! Giáo viên thực hiện: Lại Văn Công
2. Kiểm tra bài cũ Câu hỏi: Trình bày tiên đề Bo về sự bức xạ và hấp thụ năng lợng của nguyên tử? Trả lời: - Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lợng (En) sang trạng thái dừng có năng lợng thấp hơn (Em) thì nó phát ra một phôtôn có năng lợng đúng bằng hiệu En - Em h.f = En - Em - Nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lợng (Em) mà hấp thụ đợc một phôtôn có năng lợng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lợng cao (En).
3. Một số hình ảnh về lễ khai mạc thế vận hội Olimpic Bắc Kinh năm 2008
4. Hình ảnh chúng ta vừa quan sát đợc là những chùm ánh sáng có màu sắc sặc sỡ với nhiều màu sắc khác nhau. Vậy các ánh sáng này là ánh sáng gì? Nó phát ra từ đâu?
5. Bài 34: Sơ lợc về laze Năm 1958, cỏc nhà bỏc học Nga và Mĩ, nghiờn cứu độc lập với nhau, đó chế tạo thành cụng laze đầu tiờn. Đú là một loại nguồn sỏng mới, phỏt ra chựm sỏng gọi là tia laze, cú đặc điểm khỏc hẳn với cỏc chựmĐsỏngể tìmthụng hiểuthường về laze,. chúng ta hãy đi xét lịch sử phát triển của laze. Ba- xốp
6. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? Laze là từ phiên âm của tiếng Anh Laser (Light Amplifier by Stimulated Emission of Radiation). Chúng có nghĩa là: Máy khuếch đại ánh sáng bằng sự phát xạ cảm ứng. a. Khái niệm - Laze là một nguồn sỏng phỏt ra một chựm sỏng cường độ lớn Dao mổ laze dựa trờn việc ứng dụng hiện tượng phỏtDựngxạ cảmtia lazeứng tụi. kim loại - ChúngChựm bức ta thxạờngphỏt nghera cũng thuậtđược nggọiữ Lazelà chựm trongtia nhiềulaze. lĩnh vực khác nhau: y học, quân sự, kỹ thuật, thông tin liên lạc Vậy Laze là gì? Nó hoạt động theo nguyên lý nào?
7. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? a. Khái niệm b. Đặc điểm của laze Cõu hỏi - Tính đơn sắc cao. Laze là một nguồn sỏng mới, khỏc hẳn với cỏc - Tính định hớng. chựm sỏng thụng thường. Vậy laze cú đặc - Tính kết hợp cao và cờng độ lớn.điểm gỡ?
8. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? Laze hoạt động 2. Sự phát xạ cảm ứng. QuanCâu sát hỏi hiện tợng - Nguyên tắc hoạt động quan trọngHiện nhất tợngsau của dựag ìvàsẽ Laze trêntrảxảy làlời ra nguyênsự nếucâu phát một xạ cảm ứng. nguyên tử đang ở trạnghỏi.tắc nào? thái kích thích - Lý thuyết về sự phát xạ cảmsẵn ứng: sàng phát ra một phôtôn có năng lợng  =hf mà bắt gặp một phôtôn có + Nếu mộtE nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra mộtcao phôtôn có năngn lăợngng lợng= hf, ’ đúngbắt gặp bằng một hf phôtôn bay lớt có qua năng lợng ’ đúng bằng hf bay lớt qua nó, thnó?ì lập tức nguyên tử này cũng phát ra phôtôn  (phôtôn  đợc gọi là phôtôn phát xạ cảm ứng). Ethấp
9. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? 2. Sự phát xạ cảm ứng + Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lợng  = hf, bắt gặp một phôtôn có năng lợng ’ đúng bằng hf bay lớt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra phôtôn  (phôtôn  đợc gọi là phôtôn phát xạ cảm ứng). + Phôtôn  có cùng năng lợng, bay cùngCâu hỏiphơng với phôtôn ’ Phôtôn phát xạ  và + Sóng điện từ ứng với phôtôn Quanhoàn toànsát hiệncùng phatợng với sóng phôtôn tới ’có đặc điểm, điện từ ứng với phôtôn ’ sau và trả lời câu tính chất gì giốnghỏi. nhau?
10. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? 2. Sự phát xạ cảm ứng Câu hỏi E cao Nếu có một phôtôn ban đầu bay qua một loạt nguyên tử đang ở trạng thái kích thích thì số phôtôn tạo thành sẽ tăng nh thế nào? E thấp
11. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? 2. Sự phát xạ cảm ứng. Câu hỏi thảo luận. + Nếu một nguyên tử đang ở trongDựa trạng vào thái lý kích thuyết thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lphátợng  =xạ hf, cảm bắt gặp ứng, một phôtônhãy có năng lợng ’ đúng bằng hf bay lgiảiớt qua thích nó, th ìcáclập tứcđặc nguyên tử này cũng phát ra phôtôn . điểm của laze? + Phôtôn  có cùng năng lợng, bay cùng phơng với phôtôn ’ + Sóng điện từ ứng với phôtôn  hoàn toàn cùng pha với sóng điện từ ứng với phôtôn ’ Như vậy, nếu cú một phụtụn ban đầu bay qua một loạt nguyờn tử đang ở trong trạng thỏi kớch thớch thỡ số phụtụn sẽ tăng lờn theo cấp số nhõn.
12. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? CâuCâuCâu hỏi hỏi hỏi 2. Sự phát xạ cảm ứng. TrDựaNêuình vào cấubày môi tạocấu củatrtạoờng củarubi phátlaze(hồng xạ, hồng ngọc).ta cóngọc? thể Cơ Vaitạo chế 3. Cấu tạo của Laze. ratrò đphátợc của mấy ánh các loại sángbộ phậnlaze? của a.Xét- Tuỳ Cấu cấu vào tạo tạo vật của của liệu laze một phát hồng laze xạ ngọc.rắn (Môi (Laze trờng rubi) hoạttrong tính), laze ngờirubi? hồng ta tạo ngọc? ra laze rắn, laze lỏng, laze khí. -RubiThanh (hồng rubi h ngọc)ình trụ là(A) Al hai2O 3mặt có phađợc màiCr2 Onhẵn,3. vuông góc với trục của thanh. - ánh sáng đỏ của hồng ngọc do iôn Crôm phát ra khi chuyển từ trạng thái + Mặt (1) đợc mạ Bạc trở thành gơng phẳng G1. kích thích về trạng thái cơ bản. Đó cũng là màu của tia laze + Mặt (2) là mặt bán mạ (gơng phẳng G2), là một lớp mạ mỏng để cho khoảng 50% cờng độ chùm sáng chiếu tới bị phản xạ, còn khoảng 50% truyền qua. + Hai gơng G1, G2 song song và có mặt phản xạ đối diện nhau. - Đèn phóng điện Xenon: dùng để chiếu sáng mạnh thanh rubi và đa một số lớn iôn Crôm lên trạng thái kích thích.
13. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? 2. Sự phát xạ cảm ứng. Câu hỏi Nêu cơ chế phát ra tia 3. Cấu tạo của Laze. laze của laze rubi? Màu a. Cấu tạo của laze hồng ngọc. sắc của tia laze? b. Cơ chế phát tia laze G1 G2
14. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? 2. Sự phát xạ cảm ứng. G1 3. Cấu tạo của Laze. a. Cấu tạo của laze hồng ngọc. G b. Cơ chế phát tia laze 2 - Dùng đèn phóng điện xenon để chiếu sáng mạnh thanh rubi và đa một số lớn iôn Crôm lên trạng thái kích thích. - Nếu cú một ion Crụm bức xạ theo phương vuụng gúc với hai gương thỡ ỏnh sỏng sẽ phản xạ đi lại nhiều lần giữa hai gương và sẽ làm cho một loạt ion Crụm phỏt xạ cảm ứng. Ánh sỏng sẽ được khuếch đại lờn nhiều lần. - Chựm tia laze màu đỏ được lấy ra từ gương bỏn mạ G2(phần lớn phụtụn sẽ đi qua gương bỏn mạ và tạo thành tia laze).
15. Bài 34: Sơ lợc về laze I. Cấu tạo và hoạt động của laze 1. Laze là gì? 2. Sự phát xạ cảm ứng. 3. Cấu tạo của Laze. BiểnBút báo chỉ an bảng toàn giao thông ii. Một vài ứng dụng của laze -Trong y học: Tia laze đợc dùng nh một dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi nh mắt, mạch máu Ngoài ra tia laze còn sử dụng để chữaCâu một sốhỏi bệnh ngoài da. Nêu một vài ứng dụng - Tia laze đợc sử dụng trong liên lạc vô tuyến: vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều quan trọng của tia laze khiển tàu vũ trụ ,tia laze đợc sử dụng tốttrong trong việccác truyềnlĩnh vực tin bằngnh y cáp quang. - Trong công nghiệp: Tia laze có cờng độ học,lớn và thông tính định tin hliênớng lạc,cao nên nó đợc ứng dụng để khoan, cắt, tôi chính xác trên nhiềucông chất liệu. nghiệp - Ngoài ra tia laze còn đợc ứng dụng rất hiệu quả trong các lĩnh vực khác nh: giáo dục, an toàn giao thông, trắc địa, Dao laze dùng để phẩu thuật Tia laze dùng trong liên lạc vô tuyếnTôi kim loại bằng laze
16. Ghi nhớ I. Cấu tạo và hoạt động của laze. 1. Khái niệm, đặc điểm của laze. 2. Lý thuyết về sự phát xạ cảm ứng. 3. Cấu tạo và hoạt động của laze rắn (Laze hồng ngọc). 4. Các loại laze. II. ứng dụng của laze trong một số lĩnh vực.
17. Củng cố Câu 1: Kết luận nào sau đây là không đúng khi nói về tia laze? A.Laze là một nguồn sáng phát ra chùm sáng có cờng độ lớn dựa trên nguyên tắc của hiện tợng phát xạ cảm ứng. B.S Chùm bức xạ phát ra không phải là chùm tia laze. C. Tia laze là một chùm sáng có cờng độ lớn. D. Tia laze có tính đơn sắc, tính định hớng và tính kết hợp cao.
18. Củng cố CâuCâu 3:2: ChùmNgời sángta tạo laze đợc do các rubi loại (hồng laze ngọc) khác phát nhau ra có là màu: do: A.A.A CĐờngỏ độ của ánh sáng kích thích khác nhau. BB.B. MôiXanh tr lam.ờng hoạt tính khác nhau. C.C. CấuVàng. tạo của hai gơng phẳng khác nhau. D. Tím. D. Môi trờng hoạt tính nh nhau, công suất ánh sáng kích thích khác nhau.
19. Kiến thức bổ sung: 1. Cấu tạo chung của laze: 1) Buồng cộng hưởng (vựng bị kớch thớch) 2) Nguồn nuụi (năng lượng bơm vào vựng bị kớch thớch) 3) Gương phản xạ toàn phần 4) Gương bỏn mạ 5) Tia laser 2. Nguồn phát laze.