【量子物理学】神奇的激光1
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神奇的激光1960年7月7日,随着世界上第一台红宝石激光器的的诞生,人类从此开创了一个新的技术领域。
激光是一种特殊的光源,具有高亮度、单色性、方向性及相干性好等特点,现已广泛应用于工业、农业、国防和科研。
近年来,激光在医学、特别是在心脑血管病的预防和治疗领域取得了迅猛的发展,显现出了强大的生命力。
激光血液照射是从前苏联引进的一种治疗方法,我国是应用低能量激光血液照射治疗的第二个国家。
激光血液照射治疗的历史,可分为如下几个阶段:(一)血液体外照射后回输技术。
(二)光纤插入血管内激光照射技术。
(三)口腔、鼻腔黏膜局部照射技术(以NT-LIBOO为代表)。
近年来,激光体外照射技术取得了突破性的进展,以“一刻通”心脑血管病三高激光治疗仪为代表的经桡动脉和内关穴照射治疗技术更具有里程碑的意义。
它巧妙地揉合了中西医理论,使激光治疗技术进入了安全、有效、实用的高新技术阶段,更为心脑血管病、三高症的治疗开启了新的篇章。
一刻通心脑血管病三高激光治疗仪的治疗机理是:一、降低血黏,改善血流动力学人体的脏器组织和生理代谢都需要血液循环的灌注,及时供给氧气和营养物质,排出代谢产物。
而血液流变状态对血液的正常流动产生很大的影响,其中血黏参数的变化是重要的因素之一。
激光照射可以降低红细胞的聚集性,增强红细胞的变形能力,从而降低血液黏稠度,使红细胞在微循环中顺利流动,保证组织器官血液的灌流。
同时由于血液状态的改变,减轻血液对血管壁的压力,也减轻心脏负荷。
二、激活多种酶的活性激光照射治疗,可激活血液中如琥珀酸脱氢酶、ATP酶、胆碱酯酶、NADPH氧化酶、磷酸化酶等的活性,促进脂肪和糖代谢;同时血中生物活性歧化酶(SOD)升高后,有助于清除体内过多的自由基,避免对血管壁造成损伤。
三、纠正脂代谢异常激光照射血液后光能转化为内能,可以裂解红细胞表面的脂肪链,消融和分解血液中过多的脂质;同时由于酶的活性增加,促进脂质分解,从而纠正脂质代谢异常。
《奇异的激光》教案《奇异的激光》教案1【教学目标】1.学会12个生字。
2.默读课文,理解课文内容。
3.把握__结构,了解激光的特点及用途。
学习作者抓住事物特点进行说明的方法,了解常用、基本的说明方法。
4.通过阅读课文,激发学生对科学技术的热爱,培养学生探究精神、创新精神。
【教学重点】课文第二部分。
【教学难点】领悟__的说明方法,体会其表达效果。
激发学生对科学技术的热爱,培养学生探究精神、创新精神。
【教学准备】教师准备:多媒体课件激光笔火柴气球学生准备:预习课文,初步了解激光。
【教学时数】两课时【教学过程】第一课时一、谈话激趣、揭示课题1.生活中,你见过哪些物体会发光?今天我们一起来学习一篇科普说明性__,认识一种新型的、人造的光——激光。
板书课题《奇异的激光》,齐读课题。
2.检查生字词。
指导“凸”字的书写,读准多音字的读音。
二、整体感知、把握结构1.快速浏览课文,思考:激光的奇异表现在哪些方面?学生汇报,教师板书2.把握__段落特点。
三、研读感悟、渗透方法1.自由朗读“最亮的光”。
思考:激光到底有多亮?作者是怎样把它的亮度说清楚的呢?自由朗读课文,画出相关的句子,仔细想一想。
⑴.品味句子:最亮时它比太阳还要亮100亿倍呢!朗读感受激光亮度。
讨论作者运用的说明方法。
⑵.比太阳还亮100亿倍到底是多亮呢?研读作者接下来举例说明的句子。
学生读文。
朗读感悟,品味文字①刺眼、目眩、失明。
②暂时——永久明确写法,感知激光亮度。
点拨分号的用法。
⑶.了解激光方向性强的特点。
⑷.了解激光的运用。
播放视频,激发探索激光奥秘的兴趣。
⑸.回顾学法。
明确激光方向性强的特点,知道作者运用了什么样的说明方法来介绍激光的亮度和用途。
四、自主合作、交流汇报提示学法1、默读课文。
2、独立思考,填写表格。
3、小组讨论,交流。
4、朗读感悟,准备汇报。
奇异的激光特点运用的说明方法用途最亮的光方向性强作比较、列数字、举例子军事上最快的刀最准的尺小组汇报“最快的刀”介绍了激光的什么用途?课文运用了什么说明方法来介绍的。
物理学中的激光技术与应用激光,这个在现代科技中熠熠生辉的词汇,已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从医疗领域的精准手术,到通信行业的高速数据传输,再到制造业中的精细加工,激光技术的身影无处不在。
那么,激光究竟是什么?它又是如何在物理学的基础上发展起来,并在各个领域中得到广泛应用的呢?要理解激光,我们首先得从它的原理说起。
激光的全称是“受激辐射光放大”。
简单来说,它是通过一种特殊的机制产生的一种高强度、高方向性、高单色性的光。
在普通的光源中,比如灯泡,光是由大量原子自发地发射出来的,这些光的方向、频率和相位都是随机的。
而在激光中,原子被“激发”到一个特定的高能态,当它们回到低能态时,会释放出具有相同频率、相位和方向的光子,这就是受激辐射。
通过在一个光学谐振腔中不断地反射和放大这些受激辐射的光子,我们就得到了一束强大而集中的激光。
激光的特性使得它在许多领域都有着独特的应用。
在通信领域,激光的高频率和高带宽使其能够承载大量的信息。
我们现在所使用的光纤通信,就是利用激光在光纤中传输信号,实现了高速、稳定的数据传输。
相比传统的铜缆通信,光纤通信具有更低的损耗、更高的保密性和更大的传输容量。
想象一下,我们能够在瞬间下载一部高清电影,或者进行高清视频通话而没有丝毫的卡顿,这都要归功于激光通信技术的发展。
在医疗领域,激光更是发挥了巨大的作用。
激光手术以其高精度、小创伤和快速恢复的特点,成为了许多疾病治疗的首选方法。
比如,眼科的近视矫正手术,就是利用激光精确地切削角膜,改变其曲率,从而达到矫正视力的目的。
在皮肤科,激光可以用于去除纹身、祛斑、脱毛等。
在肿瘤科,激光可以用于肿瘤的消融治疗,减少对周围正常组织的损伤。
此外,激光还可以用于血管成形术、神经外科等多个领域,为患者带来了更好的治疗效果和生活质量。
制造业也是激光技术大显身手的舞台。
激光切割和焊接技术能够实现对各种材料的高精度加工,无论是金属、塑料还是复合材料。
浅谈神秘之光——激光①作为20世纪人类重大发明之一,激光已经融入经济社会的方方面面。
2018年诺贝尔物理学奖颁给了在激光物理领城做出突破貢献的三位科学家,突显激光的重要作用。
②激光是指频率单一,方向高度集中的光。
它有极好的方向性,不易散射。
比如,地球距离月球约38万千米,若使用激光照射,在月球表面形成的光斑直径不到2000米;而相同情况下,其他光源产生的光斑早已覆盖整个月球。
③自1960年第一台激光器发明以来,经过不断发展,激光已广泛应用于光纤通信、美容、打印、眼科手术、武器和测距等领域。
2018年诺贝尔物理学奖得主之一阿什金,于20世纪80年代发明了光镊技术,利用聚焦的激光,像镊子一样把微小物体夹起来进行移动。
如今,光镊已成为许多物理学家、化学家和生物学家必不可少....的工具,帮助他们精确地操作原子、分子、细菌、病毒和细胞等,为研究微观现象开启了一扇大门。
④根据工作方式,激光可分为连续激光和脉冲激光。
脉冲激光在时间上表现为一个接着一个的光脉冲,其峰值功率会远远大于连续激光。
形象地说,连续激光好比10米深的平静水面,而脉冲激光就像1米深的水面上形成了一个足有1000米高的波浪。
激光脉冲的宽度可以短于1皮秒(1皮秒等于万亿分之一秒),甚至到飞秒(1飞秒等于千万亿分之一秒)量级。
将能量集中在这么短的时间内,其峰值功率之大可想而知。
⑤2018年另外两位诺贝尔物理学奖得主穆鲁和斯特里克兰,于1985年发明了啁啾脉冲放大技术,得到了峰值功率极大的超短脉冲。
这种超短激光本领很大,能够精确地在不同材料上实现切割和钻孔,已广泛用于激光视力矫正手术以及精密加工,如手机的显示屏和内部精小部件。
而在研究物质内部动态过程时,利用飞秒量级的激光脉冲甚至可以对原子和分子进行拍照,让科学家们洞察微观世界的秘密。
⑥此外,借助啁啾脉冲放大技术,不少国家正在建设超强激光装置。
中国在该领域具有非常扎实的基础,近年来不断取得突破性成果。
《神奇的激光》讲义一、激光的诞生在探索光的奥秘的漫长历史中,激光的出现无疑是一个重大的突破。
20 世纪 50 年代末 60 年代初,科学家们成功地研制出了世界上第一台激光器。
激光,英文名“Laser”,是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写,意思是“通过受激辐射光放大”。
它的诞生并非偶然,而是基于对原子和光子行为的深入研究。
早期的研究发现,当原子中的电子从高能级跃迁到低能级时,会释放出光子。
而在特定的条件下,这些光子可以引发更多相同频率和相位的光子产生,从而实现光的放大。
二、激光的特点激光与普通光源相比,具有许多独特的特点,正是这些特点使得激光在众多领域展现出了神奇的应用。
1、方向性好激光具有极高的方向性,就像一支笔直的箭,可以传播很远的距离而几乎不发散。
这使得激光能够在长距离传输中保持能量集中,例如用于激光通信和激光测距。
想象一下,普通的灯光就像是四处乱射的弹珠,而激光则是沿着一条直线飞速前进的子弹,精准而有力。
2、单色性好激光的单色性非常出色,即它的光波波长几乎是单一的。
这意味着激光具有非常纯净的颜色,没有其他杂色的干扰。
在光谱分析中,激光的单色性能够帮助我们更准确地检测和分析物质的成分,就如同用一把精准的尺子去测量微小的差异。
3、相干性强相干性是指光波在时间和空间上的相位关系。
激光具有很强的相干性,这使得它可以形成稳定而清晰的干涉条纹。
在光学测量和全息技术中,激光的相干性发挥着至关重要的作用,让我们能够获取更精确的信息。
4、亮度高激光的亮度极高,可以在很小的面积上产生巨大的能量。
比如激光切割和激光焊接,就是利用了激光的高亮度,能够迅速地加热和熔化材料,实现高精度的加工。
三、激光的工作原理要理解激光的神奇之处,我们需要深入了解它的工作原理。
激光的产生依赖于一种叫做“受激辐射”的过程。
在一个充满特定物质(称为工作物质)的腔体中,工作物质的原子被外部能量激发到高能级。
《神奇的激光》讲义激光,这个在现代科技中熠熠生辉的词汇,想必大家都不陌生。
但你是否真正了解它的神奇之处呢?接下来,就让我们一起走进激光的奇妙世界。
激光,英文全称为“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”,缩写为“LASER”,意思是“通过受激辐射光扩大”。
简单来说,激光是一种具有高度单色性、相干性、方向性和高强度的光。
激光的单色性令人惊叹。
普通的光源,比如白炽灯泡,发出的光包含了各种波长,颜色杂乱无章。
而激光则几乎只包含一种波长的光,这使得它的颜色非常纯净。
例如,常见的红色激光笔发出的光就是单一波长的红色光。
这种单色性在许多领域都有重要应用,比如在光谱分析中,能够更精确地检测物质的成分。
激光的相干性也是其独特之处。
相干性意味着光波的振动在时间和空间上具有高度的一致性。
这使得激光能够形成稳定、清晰的干涉条纹。
在全息摄影中,正是利用了激光的相干性,记录下物体的三维信息,从而能够再现出逼真的立体图像。
方向性是激光的另一个显著特征。
普通光源的光是向四面八方发散的,而激光则可以几乎沿着一条直线传播,发散角极小。
这使得激光能够在很远的距离上保持较高的能量密度。
例如,激光测距仪就是利用激光的方向性来精确测量距离的。
在军事领域,激光制导武器能够准确命中目标,也是得益于激光的良好方向性。
激光的高强度更是其神奇所在。
它能够在极小的面积上聚集巨大的能量。
这种高强度的光可以用于切割、焊接金属。
在医疗领域,激光可以用来治疗各种疾病,如近视矫正、去除肿瘤等。
激光的产生离不开特殊的装置——激光器。
常见的激光器有气体激光器、固体激光器、液体激光器和半导体激光器等。
以氦氖激光器为例,它由放电管、光学谐振腔和激励电源等部分组成。
在放电管中,氦气和氖气被激发,产生受激辐射,经过光学谐振腔的反馈和放大,最终形成激光输出。
在工业生产中,激光的应用广泛而深入。
激光切割技术能够精确地切割各种材料,包括金属、塑料、木材等,切口光滑整齐,精度极高。
《神奇的激光》复习题一、基础知识1.下列红色词语注音无误的一项是()A.俯瞰.kān剔.除tì蚩.尤chì语竭.词穷jiéB.蝙.蝠biǎn施舍.shè模.糊mó硕.大无比shuòC.帐幔.màn一瞥.piě秉.性bǐng举目瞭.望liáoD.穹.隆qióng陨.石yǔn无垠.yín来龙去脉.mài2.下列词语中没有错别字的一项是()A.执著汇聚神采事务性B.安祥急剧幅射轩辕氏C.闪铄晨曦棒槌莹光屏D.神密既兴湮没黑魆魆3.下列词语中没有错别字的一项是()A.躁声萦绕嘟哝自得其乐B.骷髅征募婉转迷惑不解C.几率冒昧讫今聊以慰籍D.蟾蜍应答赋予嘎然而止4.依次填入下列各句横线处的词语,最恰当的一组是()①这类极光往往与特大的太阳耀斑_______和强烈的地磁暴有关。
②极地冰雪丰富,它们在白天吸收阳光,_______起来,到夜晚释放出来,便成了极光。
③随着生活越来越拥挤,我们的______系统越来越复杂,我们彼此发出的声音更像噪音。
A.爆发贮藏通讯B.爆发贮存通讯C.暴发贮藏通信D.暴发贮存通信5.依次填入下列各句空缺处的词语,恰当的一组是()①令人的则是极光的色彩,早已不能用五颜六色去描绘。
②可以说,即使有也难述说极光的神采、气势、秉性脾气于万一。
③无怪乎在许许多多的极区探险者和旅行家的笔记中,描写极光时往往显得,只好说些“无法以言语形容”之类的话作为。
A.玄妙莫测生花妙笔语竭词穷托词B.叹为观止如簧巧舌理屈词穷遁词C.叹为观止生花妙笔语竭词穷遁词D.莫名其妙如簧巧舌理屈词穷托词6.下列句子中没有语病,表达清楚的一项是()A.在寒冷的极区,人们常常看到千姿百态的极光,毫不夸张地说,世界上没有第二个一模一样的极光形体。
B.极光是天空中一种特殊的光,是人们能用肉眼看得见的惟一的高空大气现象之一。
在一般人的心目中,太阳光可能是世界上光度最强的光。
但是,到了20世纪中叶,科学家们却发现了一种比太阳表面亮度高出100亿倍的光,它就是激光。
要弄清激光,首先得从物质的原子结构谈起。
原子是由带正电荷的原子核和带负电的电子组成。
电子绕原子核作高速运动,犹如九大行星绕着太阳运转一样。
电子排列是分层的,内层电子能量低,外层电子能量高,如果施加外力,使内层的电子跳到外层,而外层的电子再跳回内层,就会发生出灯光般的光束来。
激光发光的基本原理就是电子跳跃而发射的光。
当人们通过强大的外力激发,使某一物质中内层电子悄悄地跳到外层,使外层的电子越聚越多,而后,来一个反跳,使众多的高能电子一下子跳到低能的内层。
这样,就会发出强大的光束,而这种强大的光束就叫做激光。
用来产生激光的仪器叫激光器。
由激光器产生的激光,在短时间内能发出巨大的能量。
1960年,美国科学家梅曼首先用红宝石作材料,制成世界上第一台激光器,获得了6943a°的红光,开创了激光技术的先河。
如今形形色色的激光器如雨后春笋般出现。
据统计,已有数百种之多。
种类繁多的激光器,它们都由三个主要部分组成:第一部分称工作物质,它是保证受激而产生激光的物质;第二部分称泵浦手段,这是不断给产生激光的物质补充能量;第三部分是振荡腔,通过腔的振荡不断放大,从而保证激光输出。
人们给激光冠上神奇的称谓,那是因为它有独特的本领:方向性强,颜色纯,能量大等。
因而,它的用途十分广泛。
用激光来加工机械,削铁如泥,任何金属在激光面前都会迎刃而解;用激光于通讯,携带信息量惊人,用之于电话,可使几十亿部电话同时通话;用之于电视,可传播上千万套;用之于印刷,分辨率达每英寸9000个点,调制速率可达几十兆赫;用之于计算机,比电子开关快1000倍。
尤其值得一提的是,激光还可以用来制造武器。
比如,激光枪号称20世纪的无声枪,可使对方士兵双目失明;再如激光炮,它能量大命中率高,可轻易击毁敌方坦克、飞机、导弹,甚至卫星。