激光题目

光的光谱与激光练习题及解答*********光的光谱与激光光的光谱与激光是物理学中重要的概念和应用。

本文将就光的光谱和激光相关的练习题进行探讨，以帮助读者更好地理解和应用这些知识。

一、光的光谱练习题1. 下面哪种类型的光具有连续的光谱？答：白炽灯。

2. 下面哪种类型的光具有离散的光谱？答：气体放电光。

3. 当太阳光透过三棱镜时，会产生哪几种颜色的光谱？这几种颜色的次序是怎样的？答：太阳光透过三棱镜产生的光谱主要包括红、橙、黄、绿、青、蓝、紫几种颜色，并且次序是从红到紫。

4. 下面哪个颜色的光在光谱中的波长最长？哪个颜色的光在光谱中的波长最短？答：红色光的波长最长，紫色光的波长最短。

5. 具有哪种类型光谱的光可以通过激光器发射出来？答：激光是一种具有单一波长、相干性极高的光，因此其光谱类型为单一频谱。

二、激光练习题1. 请解释激光是如何产生的？答：激光的产生主要通过受激辐射机制实现。

当一个物质处于激发态时，通过外界能量输入或其他方式，可以使部分电子跃迁到高能级，当这些电子从高能级跃迁回低能级时，会放出能量并产生光子。

这些光子受到共振辐射的影响，导致从一个高能级到一个低能级的电子较多，从而产生更多的光子，形成光子的指数增长。

最终，各个电子之间的布居达到稳定，产生出高度聚集的相干光束，即激光。

2. 列举几个常见的激光器的工作介质和波长范围。

答：常见的激光器包括：- 氦氖激光器：工作介质为氦和氖，波长范围为可见光（红、黄、绿）；- 氩离子激光器：工作介质为氩气，波长范围为蓝、绿、黄、红光；- 二氧化碳激光器：工作介质为二氧化碳气体，波长范围为远红外光；- 钕玻璃激光器：工作介质为掺杂了钕离子的玻璃，波长范围为红外光；- 半导体激光器：工作介质为半导体材料（如GaN），波长范围从可见光到红外光不等。

3. 请解释激光的相干性是指什么？答：激光的相干性是指光波在时间和空间上的高度一致。

由于激光的光波是由同一种光谱成分组成的，它们的频率、相位和振幅都高度一致，因此能够形成高度相干的光。

激光原理考研题库激光原理考研题库激光技术是现代科学技术中的一项重要领域，广泛应用于医疗、通信、制造等各个领域。

而对于学习激光原理的考研生来说，掌握相关知识点和解题技巧是非常重要的。

本文将为大家介绍一些常见的激光原理考研题目，并提供解题思路和方法，帮助考生更好地备考。

一、选择题1. 下列关于激光的说法中，正确的是：A. 激光是一种具有高度相干性的光B. 激光是一种具有高度准直性的光C. 激光是一种具有高度单色性的光D. 以上说法都正确解析：D。

激光具有高度相干性、准直性和单色性，这是激光与其他光源最本质的区别。

2. 激光器的基本组成部分不包括：A. 激光介质B. 激发源C. 反射镜D. 透镜解析：D。

激光器的基本组成部分包括激光介质、激发源、反射镜和光学腔等，透镜并不是激光器的必备组成部分。

二、填空题1. 激光器的工作原理是通过_____将电能转化为光能。

解析：电能转化为光能是激光器的基本工作原理，这是激光器产生激光的关键步骤。

2. 激光的放大过程发生在______中。

解析：激光的放大过程发生在激光介质中，激光介质起到了放大激光的作用。

三、简答题1. 请简要说明激光的相干性是什么？解析：激光的相干性是指激光波的波长和相位在时间和空间上保持稳定的特性。

相干性决定了激光的干涉和衍射效应，使得激光能够产生干涉条纹和高质量的光学图像。

2. 请简要说明激光的准直性是什么？解析：激光的准直性是指激光光束的传播方向与光轴的偏离程度。

激光具有高度准直性，这意味着激光光束能够保持较小的散射角度，使得激光能够在较远距离传输而不会发生明显的扩散。

四、计算题1. 一台激光器的输出功率为10W，激光波长为632.8nm，求每秒钟激光器发射的光子数。

解析：光子数可以通过激光功率和光子能量之间的关系来计算。

光子能量E等于光速c乘以普朗克常量h，再除以激光波长λ。

因此，每秒钟发射的光子数n等于激光功率P除以光子能量E。

代入数值计算即可得到结果。

高中物理-激光练习夯基达标1.关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（）A.激光相干性好B.激光平行度好C.激光亮度高D.激光易色散思路解析：由于激光可以看作是频率稳定的光，频率决定颜色，即激光可看作是单色，当然不能发生色散，故D错.答案：ABC2.以下说法正确的是（）A.光纤通信利用了激光相干性好的特点B.激光武器利用了激光亮度高的特点C.激光写、读是利用了激光亮度高的特点D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点思路解析：利用激光的相干性好进行信息的传递，例如光纤通信；利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集；利用激光的高亮度进行激光切割和焊接.答案：ABD3.利用激光束来切割各种物质，是利用激光的（）A.相干性好的特点B.方向性好、平行度高的特点C.亮度高的特点D.单色性好的特点思路解析：由于其亮度高可以切割物质，医学上作“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤等.答案：C4.以下说法正确的是（）①光的偏振现象说明光是电磁波②紫外线是原子外层电子受激发产生的③泊松亮斑是一种光的衍射现象④原子自发辐射的光是激光A.①B.②③C.①②③④D.①②③思路解析：光的偏振现象说明光是一种横波，原子自发辐射是自然光.答案：B5.激光束从地面竖直往上射向水平放置、镜面朝下的平面镜M，M离地高度h,使镜面绕通过入射点的水平轴转过α角，则反射到地面上的光点水平移动的距离是（）A.htanαB.hsinαC.htan2αD.hsin2α思路解析：根据图35，由几何关系可以看出图35stan2α=hs=htan2α答案：C6.用激光束测量地球与月球之间的距离，已知从地面激光器发出的激光射向月球后经时间t 返回同一地点的激光接收器，则地球与月球之间距离d=____________.思路解析：激光在真空中以光速传播，则地球与月球之间距离.2t c d =答案：tc 2 7.由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作高速传输信息的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维的一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，那么光导纤维所用的材料的折射率至少应是多少呢？ 解：假设激光束在光导纤维前端的入射角为θ1,折射角为θ2，折射光线射向侧面时的入射角为θ3，如图36所示.图36 由折射定律有21sin sin θθ=n ,由几何关系θ2+θ3=90°,则sinθ2=cosθ3.又由全反射临界角公式得sinθ3=n1,故cosθ3=211n -.要保证从端面射入的光线都能发生全反射，应有θ1=90°时，射到光导纤维侧壁上的光线也会发生全反射. 故1111cos sin sin sin 223121-=-===n n n n θθθθ 得2=n .本题也可利用分析的方法：由图可看出：θ1越大，θ2越大，而θ2+θ3=90°,则θ3越小，射到光纤侧壁上的光越不容易全反射，当θ1等于90°时，此时θ3为临界角，此时θ2=θ3=45°折射率2sin 12==θn . 答案：28.利用激光遇到物体发生反射的特点，可以测定物体的有关参量，如图13-8-1甲所示 ，B 为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C 为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B 对准匀速行驶的小车C ，使B 每隔固定时间T 0发射一激光脉冲，图13-8-1乙所示中幅度大的波形，而B 接收的由小车C 返回的激光脉冲为图乙所示幅度较小的波形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙中所示，T 0、T 、ΔT 均为已知.则根据所给信息判断小车的运动方向为________（填“向左”或“向右”），速度大小为________（光速为c).图13-8-1解：（1）若小车不动，发射激光脉冲后到接收返回脉冲的时间应恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C 速度方向与激光发射的方向一致，故小车向右运动.（2）要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图，如图37所示.图37小车在第一次收到脉冲至第二次收到脉冲时，运动的距离等于第二次与第一次激光单程到达小车时的路程之差.T c T c T T c OA OD s ∆•=•-∆+•=-=2122，如图所示，可知在s 这段位移内小车运动的时间t=(T 0+22T T T -∆+)=T 0+2T ∆ 故小车的速度大小为.20T T T c t s v +∆∆•== 答案：向右 02T T T c +∆∆ 走近高考9.2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献.激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz ，则该激光的波长为（ ）A.0.25 μmB.0.50 μmC.0.75 μmD.1.33×106 m思路解析：根据公式v=λf 可以有m f v 148104100.3⨯⨯==λ=0.75×10-6 m=0.75 μm. 答案：C10.激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空.激光火箭利用了激光的（ ）A.单色性好B.平行度高C.高能量D.相干性好思路解析：由于激光站与卫星相隔距离远，为了减少能量损失，必须使激光具有很好的平行度，同时使用激光的高能量.答案：BC11.纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除.（1）这是利用了激光的（）A.单色性B.方向性C.高能量D.粒子性（2）纳米科技是人类认识自然的一个新层次，1 nm等于（）A.10-8 mB.10-9 mC.10-10 mD.10-12 m（3）对DNA进行修复，属于（）A.基因突变B.基因重组C.基因互换D.染色体变异思路解析：（1）激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上做“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术.（2）纳米是长度单位，光的波长经常用纳米作单位，1 nm=10-9 m.(3)激光对生物DNA修复的实质是生物体基因突变.答案：（1）C （2）B （3）A。

激光护理考试题目及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 激光在医学护理中的主要作用不包括以下哪项？A. 切割组织B. 凝固血管C. 促进组织再生D. 引发炎症反应答案：D2. 激光护理中，以下哪项不是激光防护的基本原则？A. 避免直视激光束B. 使用激光防护眼镜C. 保持激光设备清洁D. 激光操作时不佩戴金属饰品答案：C3. 激光手术中，以下哪项不是患者护理的重要内容？A. 术前心理辅导B. 术后伤口护理C. 术中使用抗生素D. 术后疼痛管理答案：C4. 激光护理中，以下哪项不是激光设备维护的要点？A. 定期检查激光器B. 使用专用清洁剂C. 避免在潮湿环境中使用D. 随意更换激光器的配件答案：D5. 激光护理中，以下哪项不是激光操作者应具备的素质？A. 良好的沟通能力B. 熟练的操作技能C. 忽视患者感受D. 严格的无菌操作答案：C6. 激光护理中，以下哪项不是激光治疗的适应症？A. 良性皮肤病变B. 恶性肿瘤C. 感染性伤口D. 眼部疾病答案：C7. 激光护理中，以下哪项不是激光术后患者可能出现的并发症？A. 感染B. 瘢痕形成C. 色素沉着D. 皮肤干燥答案：D8. 激光护理中，以下哪项不是激光设备的安全操作要求？A. 操作者需接受专业培训B. 操作时需有专业人员在场C. 随意调整激光设备的参数D. 确保激光设备处于良好工作状态答案：C9. 激光护理中，以下哪项不是激光术后患者护理的注意事项？A. 避免阳光直射B. 定期复查C. 随意使用外用药物D. 保持伤口清洁干燥答案：C10. 激光护理中，以下哪项不是激光设备的日常维护内容？A. 清洁激光头B. 检查电源线路C. 更换激光管D. 记录使用情况答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1. 激光的英文缩写是________，它是由________、________、________三个英文单词的首字母组成的。

答案：Laser；Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation2. 激光护理中，患者在接受激光治疗前，护理人员应向患者解释激光的________、________和________。

激光原理课程设计题目一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握激光原理的基本知识，包括激光的产生、传播、应用等方面。

通过本课程的学习，学生应能：1.描述激光的产生原理和特性。

2.解释激光在传播过程中的各种现象。

3.了解激光在现代科技领域中的应用。

4.掌握基本的激光实验操作技能。

在技能目标方面，学生应能：1.运用所学知识分析和解决激光相关问题。

2.熟练操作激光实验设备，进行实验操作。

在情感态度价值观目标方面，学生应能：1.认识激光技术在现代科技领域的重要性，增强对激光技术的兴趣。

2.培养严谨的科学态度和团队协作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.激光的产生原理：介绍激光的激发、振荡和放大过程。

2.激光的传播特性：讲解激光在空气、介质中的传播规律。

3.激光的应用：介绍激光在通信、医疗、工业等领域中的应用。

4.激光实验：进行激光器组装、调试和实验操作。

教学大纲安排如下：1.第1-2课时：激光的产生原理2.第3-4课时：激光的传播特性3.第5-6课时：激光的应用4.第7-8课时：激光实验三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：讲解激光原理的基本概念和理论知识。

2.讨论法：引导学生探讨激光技术在实际应用中的优势和局限。

3.案例分析法：分析具体的激光应用案例，让学生了解激光技术的实际应用。

4.实验法：进行激光实验操作，培养学生的实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《激光原理与应用》2.参考书：相关领域的学术论文和专著3.多媒体资料：激光原理动画演示、实验操作视频等4.实验设备：激光器、光具、测量仪器等以上教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高教学效果。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化方式，全面、客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：考察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，占总评的20%。

注：本包括选择题（12个）、判断题（5个）、填空题（10个）、简答题（5个）每个类型的题目都附上了答案。

一、选择题（12个）1. 激光器中，负责将电能转换为光能的核心部件是：A. 泵浦源B. 谐振腔C. 光学透镜D. 激光介质答案：D2. 激光器的输出功率不稳定，首先应检查：A. 冷却系统是否正常B. 电源电压是否稳定C. 光路是否对准D. 激光介质是否老化答案：B3. 激光器的阈值电流指的是：A. 激光器开始发光时的最小电流B. 激光器达到最大功率的电流C. 激光器稳定工作的电流D. 激光器关断时的电流答案：A4. 二氧化碳(CO2)激光器属于：A. 固体激光器B. 气体激光器C. 液体激光器D. 半导体激光器答案：B5. 激光器的寿命主要受限于：A. 激光功率B. 激光频率C. 激光波长D. 光泵浦源及工作物质的老化答案：D### 选择题（续）6. 激光器中，用于控制激光输出方向和发散角的部件通常是：A. 全反镜B. 输出耦合镜C. 扩束镜D. 快门答案：C7. 在激光加工中，为了获得更高的加工精度和更细的切缝，通常会选择：A. 长脉冲激光器B. 短脉冲/超短脉冲激光器C. 连续波激光器D. 大功率激光器答案：B8. 对于光纤激光器而言，决定其工作波长的主要因素是：A. 泵浦光源的波长B. 光纤材料的种类C. 谐振腔的设计D. 输出功率的设定答案：B9. 下列哪种措施不能有效提高激光器的光束质量？A. 减少激光模式数量B. 优化谐振腔设计C. 提升泵浦功率D. 使用更高质量的光学元件答案：C10. 激光安全等级分类中，表示直接观看激光光束会造成严重伤害甚至失明的是：A. Class 1B. Class 2C. Class 3BD. Class 4答案：D11. 当发现激光切割机切割速度变慢，可能的原因是：A. 激光功率设置过高B. 切割材料厚度减小C. 光路需要校正D. 冷却系统过冷答案：C12. 用于测量激光器输出功率的仪器是：A. 激光干涉仪B. 激光功率计C. 光谱分析仪D. 示波器答案：B二、判断题1. 激光器的谐振腔长度越长，输出激光的单色性越好，但功率会相应降低。

激光考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 激光的全称是：A. 光放大受激辐射B. 光放大自发辐射C. 光受激放大辐射D. 光自发放大辐射答案：A2. 激光器中，激光的产生依赖于：A. 自发辐射B. 受激辐射C. 热辐射D. 光辐射答案：B3. 激光的特性不包括：A. 单色性好B. 相干性好C. 方向性好D. 能量分散答案：D4. 以下哪个不是激光器的组成部分：A. 工作物质B. 激励源C. 反射镜D. 透镜答案：D5. 激光在医学上的应用不包括：A. 激光切割B. 激光焊接C. 激光诊断D. 激光手术答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 激光的波长范围通常在______纳米到______毫米之间。

答案：纳米到毫米2. 激光的相干性是指激光的______和______高度一致。

答案：频率和相位3. 激光器的工作原理是通过______来实现光的放大。

答案：受激辐射4. 激光的高亮度特性是由于激光的______和______。

答案：高单色性和高相干性5. 激光在工业上的应用包括______、______和______。

答案：材料加工、测量和通信三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述激光的三大特性。

答案：激光具有高亮度、高单色性和高相干性。

2. 解释激光器中的“泵浦”过程。

答案：泵浦过程是指通过外部能量源（如电流、光或化学反应）向工作物质提供能量，使其原子或分子激发到高能级的过程。

3. 激光在通信领域有哪些应用？答案：激光在通信领域的应用包括光纤通信、无线光通信和卫星通信。

4. 激光在军事上的应用有哪些？答案：激光在军事上的应用包括激光制导武器、激光雷达和激光通信。

四、计算题（每题10分，共20分）1. 已知激光波长为532nm，求其频率。

答案：使用公式c = λf，其中c为光速，λ为波长，f为频率。

c =3×10^8 m/s，λ = 532×10^-9 m，代入公式得f = c / λ =3×10^8 m/s / (532×10^-9 m) ≈ 5.64×10^14 Hz。

《激光原理及应用》习题参考答案思考练习题11.解答：设每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数为n 。

单个光子的能量：λνε/hc h == 连续功率：εn p =则，ε/p n =a. 对发射m μλ5000.0=的光： )(10514.2100.31063.6105000.01188346个⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==--hc p n λ b. 对发射MHz 3000＝ν的光)(10028.51030001063.6123634个⨯=⨯⨯⨯==-νh p n 2.解答：νh E E =-12……………………………………………………………………..(a)TE E en nκ1212--=……………………………………………………………………….(b)λν/c =…………………………………………………………………………….(c) （1）由（a ），（b ）式可得：112==-T h e n n κν（2）由（a ），（b ）,(c)式可得： )(1026.6ln312K n n hcT ⨯=-=κλ3.解答：（1） 由玻耳兹曼定律可得TE E e g n g n κ121122//--=，且214g g =，202110=+n n 代入上式可得：≈2n 30（个）（2）)(10028.5)(1091228W E E n p -⨯=-= 4.解答：(1) 由教材（1-43）式可得317336343/10860.3/)106000.0(1063.68200018q m s J m s J h q ⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅=---πλπρν自激 （2）9344363107.5921063.68100.5)106328.0(8q ⋅=⋅⋅⋅⋅⋅==---ππρλνh q 自激5.解答：（1）红宝石半径cm r 4.0=，长cm L 8=，铬离子浓度318102-⋅=cm ρ，发射波长m 6106943.0-⋅=λ，巨脉冲宽度ns T 10=∆则输出最大能量)(304.2)(106943.0100.31063.684.0102)(68342182J J hcL r E =⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅==--πλπρ 脉冲的平均功率： )(10304.2)(1010304.2/89W W T E p ⋅=⋅=∆=- （2）自发辐射功率)(10304.2)(10106943.0)84.0102(100.31063.6)(22621883422W W L r hc hcN Q ⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅==---πλτπρλτ＝自6.解答：由λν/c =，λλνd cd 2=及λρνρλd d v =可得1185-==kThcehcd d λνλλπλνρρ7.解答： 由0)(=ννρd d 可得： 31=-kTh kTh m m mee kTh υυυ；令x kTh m=υ，则)1(3-=x x e xe ；解得：82.2=x 因此：1182.2--=kh T m ν 同样可求得：96.4=kThcm λ 故c m m 568.0=λν8解答：)]4(2[)(11)](4[114)(04042)(4202000πτνππτπτπτνννπττννπτνπτνννπτ--==+=-+=∞-∞∞-=-∞⎰⎰⎰arctg A x arctg A dxx A d A d f xN 令又04πτν数量级在810，所以2~)4(0ππτν--arctg ,代入上式得：τ/1=A9解答：由教材的（1-26）式可得：t A e n t n 21202)(-=，令en t n 1)(202=，则 21211,1A A ==ττ 10解答：相对论四维波矢量为：),(cik k ωμ = 对沿x 方向的特殊洛伦兹变换,有).(,,),(1'3'32'221'1k k k k k c k k υωγωωυγ-===-= (1)其中2211c υγ-=假设波矢量k 与x 轴的夹角为θ，'k 与x 轴的夹角为'θ，有'''11cos ,cos θωθωck ck == (2)代入（1）式可得)cos 1('θνωγωc-= (3)若'∑为光源的静止参考系，则0'ωω=。

激光原理与应用的应用题一、激光的基本原理•激光是指由受激辐射产生的一种特殊的光，具有单色性、相干性和高亮度等特点。

•激光的产生需要通过激活外界能量，使得激活物分子达到激发态，并形成粒子的集体振动。

•激光的放大需要通过受激辐射作用，使得原子或者分子从高能级跃迁到低能级，放出原子或者分子光子。

•激光的放大倍数取决于激光器的增益介质，如半导体材料、固体材料或者气体等。

二、激光的应用领域1.医学领域–激光在医学领域中有广泛的应用，如激光手术、激光治疗、激光光谱分析等。

–激光手术可以用于切割、焊接、治疗、照射等操作，具有精确、无创伤、无血肉、恢复快的特点。

–激光治疗可以用于疾病的辅助治疗，如激光杀菌、激光修复、激光去疤等。

–激光光谱分析可以用于检测疾病、判断药物成分、分析生物样品等。

2.通信领域–激光通信是一种高速大容量的信息传输方式，利用光纤将激光信号通过光波传输的方式进行通信。

–激光通信具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，可以用于长距离的通信传输，如网络、电话、电视等。

3.制造领域–激光在制造领域中广泛应用于切割、焊接、打标、激光雕刻等工艺。

–激光切割可以用于金属材料、塑料材料、玻璃材料等的切割加工，具有精度高、速度快、热影响区小等特点。

–激光焊接可以用于金属材料、塑料材料等的焊接加工，具有焊接接头牢固、焊接速度快、焊接热变形小等特点。

–激光打标可以用于产品标志、防伪标志、二维码等的打标加工，具有标志清晰、耐久性强的特点。

–激光雕刻可以用于木材、石材、塑料等材料的雕刻加工，具有精度高、效果好的特点。

4.科学研究领域–激光在科学研究领域中有着广泛的应用，如激光光谱分析、激光成像、激光干涉等。

–激光光谱分析可以用于物质结构的研究、光谱信息的获取、物质性质的分析等。

–激光成像可以用于三维成像、高分辨率成像、红外成像等，对于微小物体或者远距离物体的成像有很好的效果。

–激光干涉可以用于测量物体的形状、曲率、表面质量等，具有高精度、非接触性、动态性等特点。

1、从激光束的特性分析，为什么激光束可以用来进行激光与物质的相互作用？答：（1）方向性好：发散角小、聚焦光斑小，聚焦能量密度高。

（2）单色性好: 为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。

（3）亮度极高：能量密度高。

（4）相关性好：获得高的相关光强，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中起来。

总之，激光能量不仅在空间上高度集中，同时在时间上也可高度集中，因而可以在一瞬间产生出巨大的光热，可广泛应用于材料加工、医疗、激光武器等领域。

2、什么是焦深，焦深的计算及影响因素？答：光轴上其点的光强降低至激光焦点处的光强一半时，该点至焦点的距离称为光束的聚焦深度。

光束的聚焦深度与入射激光波长和透镜焦距的平方成正比，与w12成反比，因此要获得较大的聚焦深度，就要选长聚焦透镜，例如在深孔激光加工以及厚板的激光切割和焊接中，要减少锥度，均需要较大的聚焦深度。

3、对于金属材料影响材料吸收率的因素有哪些？在目前激光表面淬火中常对工件进行黑化处理，为什么？答：波长、温度、材料表面状态波长越短，金属对激光的吸收率就越高温度越高，金属对激光的吸收率就越高材料表面越粗糙，反射率越低，吸收率越大。

提高材料对激光的吸收率4、简述激光模式对激光加工的影响，并举出2个它们的应用领域？答：基模光束的优点是发散角小，能量集中，缺点是功率不大，且能量分布不均。

应用：激光切割、打孔、焊接等。

高阶模的优点是输出功率大，能量分布较为均匀，缺点是发散厉害。

应用：激光淬火（相变硬化）、金属表面处理等。

5、试叙述激光相变硬化的主要机制。

答：当采用激光扫描零件表面，其激光能量被零件表面吸收后迅速达到极高的温度，此时工件内部仍处于冷态，随着激光束离开零件表面，由于热传导作用，表面能量迅速向内部传递，使表层以极高的冷却速度冷却，故可进行自身淬火，实现工件表面相变硬化。

6、激光淬火区横截面为什么是月牙形？在此月牙形区相变硬化有什么特点？特点：A,B部位硬化，C部位硬化不够原因：A,B部位接近材料内部，热传导速率大，可以高于临界冷却速度的速度冷却，因此可充分硬化，而C部位热传导速率小，不能以高于临界冷却速度的速度冷却，因此硬化不够。

激光基础测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 激光的产生原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 康普顿效应C. 受激辐射D. 光电导效应答案：C2. 激光的波长范围通常在哪个区间？A. 微波B. 可见光C. 红外线D. X射线答案：B3. 激光的相干性主要体现在哪个方面？A. 频率B. 波长C. 相位D. 振幅答案：C4. 激光的亮度是普通光源的多少倍？A. 10倍B. 100倍C. 1000倍D. 10000倍答案：D5. 激光的单色性是指其波长范围非常窄，通常在多少纳米以内？A. 1纳米B. 10纳米C. 100纳米D. 1000纳米答案：A6. 激光在医学领域的应用不包括以下哪项？A. 激光治疗B. 激光诊断C. 激光通信D. 激光手术答案：C7. 激光的定向性是指激光束的发散角非常小，通常在多少度以内？A. 1度B. 10度C. 100度D. 1000度答案：A8. 激光的功率是指激光器输出的激光能量与时间的比值，通常用哪个单位表示？A. 瓦特（W）B. 焦耳（J）C. 伏特（V）D. 安培（A）答案：A9. 激光的频率稳定性是指激光的频率在一定时间内的变化程度，通常用哪个参数表示？A. 线宽B. 波长C. 相位D. 振幅答案：A10. 激光的非线性效应包括哪些现象？A. 光折变B. 光致发光C. 光致发光和光折变D. 光致发光和光散射答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 激光的全称是__________。

答案：受激辐射光放大2. 激光的产生需要满足三个条件，分别是粒子数反转、________和光学谐振腔。

答案：激发态粒子数大于基态粒子数3. 激光的相干性是指激光的相位关系是________的。

答案：确定的4. 激光的单色性是指激光的波长范围非常窄，频率非常________。

答案：单一5. 激光的亮度高，是指激光的能量集中，单位面积上的光强________。

答案：非常大6. 激光在工业领域的应用包括激光切割、激光焊接和________。

激光基础理论试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 激光的产生是基于哪种物理现象？A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 黑体辐射答案：C2. 激光的波长主要取决于什么？A. 光源材料B. 发射器的温度C. 发射器的尺寸D. 光源的电压答案：A3. 以下哪种激光器不属于固体激光器？A. 红宝石激光器B. 钕玻璃激光器C. 氩离子激光器D. 半导体激光器答案：C4. 激光的相干性主要体现在哪个方面？A. 单色性B. 单向性C. 高亮度D. 波前一致性答案：D5. 激光冷却技术中，通常使用的是哪种类型的激光？A. 连续波激光B. 脉冲激光C. 准分子激光D. 染料激光答案：B6. 激光在医学上的应用不包括以下哪项？A. 激光切割B. 激光焊接C. 激光美容D. 激光诊断答案：B7. 以下哪种材料不适合作为激光介质？A. 稀土元素掺杂的晶体B. 气体C. 液体染料D. 普通玻璃答案：D8. 激光的频率稳定性通常由什么决定？A. 激光器的设计B. 激光介质的纯度C. 激光器的工作温度D. 激光器的电源稳定性答案：A9. 激光的单色性是指什么？A. 激光的波长非常单一B. 激光的频率非常单一C. 激光的相位非常单一D. 激光的偏振非常单一答案：B10. 激光的高亮度主要得益于什么？A. 高功率输出B. 光束的聚焦C. 高效率的能量转换D. 光束的定向性答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 激光的全称是__________。

答案：受激辐射放大光2. 激光器的工作原理基于_________效应。

答案：受激辐射3. 激光的三个主要特性是单色性、相干性和__________。

答案：高亮度4. 激光在工业上常用于材料的__________和打标。

答案：切割5. 激光的波长可以通过改变激光介质的__________来调节。

答案：掺杂浓度6. 激光冷却通常利用的是激光与原子相互作用的__________效应。

激 光1．如图为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO 以不变的入射角i 照到MN 表面，折射后从PQ 表面射出，折射光线最后照到光电管C 上，光电管将光信息转变为电信号，依据激光束在C 上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化．设i ＝45°，玻璃对该光的折射率为2，C 上的光斑向左移动了Δs ，则可确定玻璃的厚度比原来变________________(填“厚”或“薄”)改变了____________．答案：厚 3＋32Δs解析：光经过平行玻璃砖传播方向不变，只发生侧移，光斑向左移，可见玻璃砖变厚．由sin i /sin r ＝n ，得r ＝30°.设变厚了d ，则d tan45°－d tan30°＝Δs ，所以d ＝3＋32Δs .2．应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离．对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56s ，则月球到地球的距离大约是多少千米？答案：3.84×105km解析：真空中光速c ＝3.0×108m/s ，从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间中激光所行路程是月、地距离的2倍．从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为2.56s ，则月球到地球的距离大约为：L ＝12ct ＝12×3.0×108×2.56m ＝3.84×105km.3．一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光为一个(列)光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11s ，波长为694.3nm ，发射功率为1.0×1010W ，求：(1)每列光脉冲的长度是多少？(2)用这种红宝石激光器照射皮肤上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量达到60J 以后，色斑便逐渐消失，一块色斑的面积为50mm 2，则它要吸收多少个(列)红宝石激光脉冲才能逐渐消失？答案：(1)3.0×10－3m (2)300个解析：(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间，所以一个光脉冲长度Δl ＝c ·Δt ＝3×108×1.0×10－11m ＝3.0×10－3m(2)面积为1cm 2色斑吸收的能量E ＝60J ，色斑便逐渐消失．而1个光脉冲的能量为ΔE ＝P ·Δt ＝1.0×1010×1.0×10－11J ＝0.1J消除50mm 2的色斑需要光脉冲数为n ＝ES 1S ΔE ＝60×50100×0.1＝300(个) 4．由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体．要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多少？答案：n ＝ 2解析：设激光束在光导纤维前端的入射角为θ1，折射角为θ2，折射光线射向侧面时的入射角为θ3，如图所示．由折射定律n ＝sin θ1sin θ2由几何关系θ2＋θ3＝90°，则sin θ2＝cos θ3由全反射临界角公式sin θ3＝1n故cos θ3＝1－1n 2要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有θ1＝90°，sin θ1＝1故n ＝sin θ1sin θ2＝sin θ1cos θ3＝11－1n 2＝n n 2－1解得n ＝2•利用激光遇到物体发生反射，可以测定物体的有关参量．如图1所示，B 为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C 为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B 对准匀速行驶的小车C ，使B 每隔固定时间T 0.发射一激光脉冲，如图2所示中幅度大的波形，而B 接收到的由小车C 返回的激光脉冲为如图2所示幅度较小的波形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图所示．T 0，T ，ΔT 均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为__________(填“向左”或“向右”)，速度大小为__________．(光速为c )•解析：(1)若小车不动，发射激光脉冲后到接收返回脉冲的时间应恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C 速度方向与激光发射方向一致，即小车向右运动．(2)要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图如图所示．s ＝OD －OA ＝c ·T ＋ΔT 2－c ·T 2＝12c ·ΔT ，如下图所示，可知在s 这段位移内小车运动的时间t ＝T 0＋ΔT 2. 故小车的速度大小为v ＝s t ＝c ·ΔT ΔT ＋2T 0. ＝OD －OA ＝c ·T ＋ΔT 2－c ·T 2＝12c ·ΔT ，如下图所示，可知在s 这段位移内小车运动的时间t ＝T 0＋ΔT 2. 故小车的速度大小为v ＝s t ＝c ·ΔT ΔT ＋2T 0.•点评：本题是激光测速与运动学综合的问题，关键是作出运动过程图，找出小车运动的某一段位移和通过这段位移所用的时间． 答案：向右c ·ΔT ΔT ＋2T 0应用激光平行度好的特性，可以精确地测量距离，对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，则月球到地球的距离大约是多少？【答案】 3.84×105km【规律总结】这种题型关键是明白光的传播过程，光在真空中沿直线传播，传播速度为3×108 m/s，同时还要注意所给时间为往返所用时间．2．如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i 照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右移动了Δs的距离到B′，由此可知液面________(选填“升高”或“降低”)了________．。

激光考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 激光的产生是基于哪种物理现象？A. 光电效应B. 康普顿散射C. 受激辐射D. 黑体辐射答案：C2. 以下哪种材料常用于制造激光器的增益介质？A. 氖气B. 氩气C. 红宝石D. 石英答案：C3. 激光的相干性主要取决于哪种特性？A. 单色性B. 亮度C. 单向性D. 相位答案：D4. 激光的波长范围通常在哪个区间？A. 微波B. 红外线C. 可见光D. X射线答案：C5. 以下哪种激光器属于固体激光器？A. He-Ne激光器B. CO2激光器C. Nd:YAG激光器D. 染料激光器答案：C6. 激光冷却技术中，通常使用的是哪种类型的激光？A. 连续波激光B. 脉冲激光C. 单频激光D. 多频激光答案：B7. 以下哪种激光器可以实现超短脉冲输出？A. 光纤激光器B. 半导体激光器C. 固体激光器D. 气体激光器答案：A8. 激光在医学领域的应用不包括以下哪项？A. 眼科手术B. 肿瘤治疗C. 皮肤美容D. 核反应堆控制答案：D9. 激光测距的基本原理是什么？A. 多普勒效应B. 光的干涉C. 光的衍射D. 光的反射答案：D10. 以下哪种激光器不属于高功率激光器？A. 光纤激光器B. 化学激光器C. 半导体激光器D. 固体激光器答案：C二、填空题（每题2分，共20分）11. 激光的全称是________。

答案：受激辐射光放大12. 激光的三个主要特性是________、________和________。

答案：单色性、相干性和方向性13. 激光器的工作原理基于________效应。

答案：受激辐射14. 激光器的增益介质可以是________、________或________。

答案：固体、气体、液体15. 激光冷却技术中，常用的激光类型是________激光。

答案：脉冲16. 激光在工业加工中的主要应用包括________、________和________。

工业激光考试题库# 工业激光考试题库一、选择题1. 工业激光器中最常用的类型是：A. 气体激光器B. 固体激光器C. 半导体激光器D. 化学激光器2. 激光切割的基本原理是：A. 热传导B. 热辐射C. 光热效应D. 光化学效应3. 激光焊接的主要优点不包括：A. 焊接速度快B. 焊接质量高C. 焊接成本高D. 焊接变形小4. 下列哪项不是激光打标的特点：A. 精度高B. 速度快C. 耗材多D. 应用范围广5. 激光器的输出功率与什么因素有关：A. 工作介质B. 泵浦源C. 光学谐振腔D. 所有上述因素二、填空题6. 工业激光器的分类主要有_________、_________、_________等。

7. 激光切割机的组成部分包括激光器、_________、_________、控制系统等。

8. 激光焊接过程中，材料的熔化和凝固过程需要_________的控制。

9. 激光打标机的工作原理是利用激光束在材料表面产生_________效应，形成永久性标记。

10. 激光器的泵浦方式主要有_________泵浦、_________泵浦和_________泵浦。

三、简答题11. 简述激光切割技术在工业生产中的应用场景及其优势。

12. 描述激光焊接的基本原理，并说明其在制造业中的重要性。

13. 解释激光打标技术与传统的标记技术相比有哪些优势。

14. 阐述激光器的工作原理，并解释光学谐振腔在激光器中的作用。

15. 讨论激光加工技术在提高产品质量和生产效率方面的贡献。

四、计算题16. 假设一个激光器的输出功率为1000瓦，若激光束的直径为5毫米，请计算激光束的功率密度（单位：瓦/平方毫米）。

五、论述题17. 论述工业激光加工技术在现代制造业中的应用及其发展趋势。

18. 分析激光加工技术在汽车制造、航空航天、医疗器械等领域的具体应用案例。

19. 探讨激光加工技术在环境保护和可持续发展方面的潜力和挑战。

20. 论述激光技术在新材料加工领域的创新应用及其对工业生产的影响。

例1 由凸面镜和凹面镜组成的球面腔，如果凸面镜曲率半径为2米，凹面镜曲率半径为3米，腔长L 为1米，腔内介质折射率为1，此球面镜腔是何种腔（稳定腔、临界腔、非稳腔）？。

当腔内插入一块长为0.5米，折射率2η=的其它透明介质时（介质两端面垂直于腔轴线），此时谐振腔为何种腔（稳定腔、非稳腔、临界腔）？解：设凸面镜与凹面镜曲率半径分别为R 1和R 2，当腔内未插入其它透明介质时12111111123L L R R   −−=−−=   −  即121g g =，该腔为临界腔。

当腔内插入其它介质时，设该介质的长度为l ，该介质左右两边剩余的腔内长度分别为1l 和2l ，则12l l l L ++=。

设此时的等效腔长为'L ，则212111'11011010101001010101l l l L l l l ηηη ++ == ()120.5m 3'0.5m m 24l l L l l L l ηη=++=−+=+= 1212''343433*********L L g g R R   =−−=−−=>   −  此时腔为非稳腔。

例2 如图所示谐振腔：(1) 画出其等效透镜序列。

如果光线从薄透镜右侧开始，反时针传播，标出光线的一个往返传输周期；(2) 求当/d F （F 是透镜焦距）满足什么条件时， 谐振腔为稳定腔；(3) 指出光腰位置（不用计算）。

解：(1) 该谐振腔的等效透镜序列如图2.5所示。

图2.5(2) 列出光在该谐振腔中传输一个周期的变换矩阵1013131/1011/3/1A B d d T C D F F d F === −−−+由稳定性条件可得3113111222d A D d F F−++<==−< 由上式可得谐振腔稳定时，应满足 403d F << (3) 此腔可等效为对称球面镜腔，其光腰应位于该等效腔的中心，因此光腰位置在上方平面镜表面处。

激光护理考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 激光的英文缩写是（）。

A. LEDB. LCDC. LASERD. LCDE答案：C2. 激光的产生原理是基于（）。

A. 光电效应B. 康普顿效应C. 受激辐射D. 光电转换答案：C3. 激光的波长范围通常在（）。

A. 10^-9 米到 10^-6 米B. 10^-6 米到 10^-3 米C. 10^-3 米到 10^2 米D. 10^2 米到 10^5 米答案：B4. 激光在医学领域的应用不包括（）。

A. 激光治疗B. 激光诊断C. 激光通信D. 激光手术答案：C5. 激光的相干性是指（）。

A. 激光的频率一致性B. 激光的方向性C. 激光的亮度D. 激光的单色性答案：D6. 激光的功率单位是（）。

A. 瓦特（W）B. 焦耳（J）C. 牛顿（N）D. 帕斯卡（Pa）答案：A7. 激光在眼科手术中常用的激光类型是（）。

A. 二氧化碳激光B. 氩离子激光C. 红宝石激光D. 钕激光答案：B8. 激光在皮肤美容中常用的激光类型是（）。

A. 二氧化碳激光B. 氩离子激光C. 红宝石激光D. 钕激光答案：A9. 激光在牙科治疗中常用的激光类型是（）。

A. 二氧化碳激光B. 氩离子激光C. 红宝石激光D. 钕激光答案：A10. 激光在肿瘤治疗中常用的激光类型是（）。

A. 二氧化碳激光B. 氩离子激光C. 红宝石激光D. 钕激光答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 激光的主要特性包括（）。

A. 单色性B. 相干性C. 方向性D. 亮度答案：ABCD12. 激光在医学领域的应用包括（）。

A. 激光治疗B. 激光诊断C. 激光手术D. 激光通信答案：ABC13. 激光的功率单位除了瓦特（W），还包括（）。

A. 毫瓦（mW）B. 千瓦（kW）C. 焦耳（J）D. 帕斯卡（Pa）14. 激光在眼科手术中常用的激光类型除了氩离子激光，还包括（）。