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视频课题:人教版高中物理选修2-3第四章4.4《激光的应用》辽宁省 - 沈阳
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4.4《激光的应用》教案
学情分析:
学生对激光已经有一定的认知基础,能分析出激光的特点。本节主要讲解激光的应用,使学生加深对激光的认识。 教学目标: 1.知识目标
①知道利用激光的相干性好有哪些应用。 ②知道利用激光的平行度高有哪些应用 ③知道利用激光的亮度集中有哪些应用。 2.过程方法
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通过对激光应用的学习,培养应用物理知识解决实际问题的能力. 3.态度价值观情感
通过对激光的学习,使学生感受到科学知识的无究力量,培养热爱科学的品质. 教学重点:知道激光应用。 教学难点:全息技术的理解
教学方法:教师引导和实验、学生观察、分析、讨论、交流。
教学用具:多媒体课件、手电筒、激光笔、双缝、激光测距仪、米尺、光盘、废旧光驱等。 教学过程 导入新课:
先来看一段生化危机激光走廊的视频,这个视频体现了激光的什么特点呢?(能量大) 除此之外激光还有什么特点?(相干性好、平行度高、亮度集中)
正因为激光有如此多的优点,所以他有广泛的应用,今天我们一起来学习激光的应用。 一、 相干性好
相干性好指的是频率相同,相位差恒定,偏振方向相同,容易发生干涉现象,所以我们用普通光源做双缝干涉实验时要在双缝前放一个单缝。而用激光做双缝干涉实验时,直接用激光照射双缝就可以得到明亮又清晰的干涉图样了。
【活动1】下面我请一位同学来完成这个实验,用激光笔和手电筒分别照射双缝,激光笔出现明暗相间的条纹,而手电筒没有什么现象。 (对学生的实验作出评价,实验做的很成功)。体现了激光的相干性好。
全息技术
利用这个特点,有什么应用呢?全息照相
介绍全息照片形成的原理,一束激光被分成两束,一束叫做参考光,直接照射到底片上,另一束叫物光,通过景物反射后到达底片上,参考光和物光在底片上相遇时发生干涉,形成复杂的干涉条纹,并向同学展示图片以及视频。
未来的全息技术能达到什么样子呢?放钢铁侠的视频
经过半个世纪的发展和改进,全息技术的应用比比皆是,比如护照、身份证、钞票等,全息防伪技术随处可见,彩色的全息防伪薄膜让盗版、假币无处遁形。
【活动2】同学们发挥想象力,未来的全息技术会给我们的生活带来哪些改变? 光纤通信
激光具有高度的相干性,所以它能想无线电波一样被用来调制传递信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。找学生查阅资料,为什么用激光而不用白光。
二、 平行度高
【活动3】接下来,请同学们将普通光和激光分别照到光屏上,先让光屏靠近光源,再
逐渐远离,观察光斑大小的变化。
学生:普通光源光斑很快变大,激光光斑几乎不变 教师:体现了激光的什么特点? 学生:平行度好
教师:老师手中的激光笔能不能照到月球上?换用大功率的其实可以,但出现的是光斑,不是亮点。月地之间的距离也是通过这种方法测量的。
激光测距
【活动4】用激光测距仪和卷尺测量同一长度,比较数据 教师:哪组数据更准确?
学生:激光会更准,因为光沿直线传播,卷尺会受弯曲等影响,误差较大。
激光雷达
激光不仅可以测距,还可以测量物体的运动速度及具体方位,从而进行跟踪,这就是激光雷达。
激光存贮
教师:老师手里有拆下来的废旧光驱,其中有一个很重要的原件就是激光头,能发出激光。 教师:有没有同学知道在光盘上刻录和读取信息的原理? 学生:光盘看似光滑,其实表面有很多凹坑 教师:这些凹坑怎么刻制的? 学生:激光
教师:这些凹坑、平台代表了什么? 学生:信息
教师:大家看这幅图,激光按照“0”和“1”的信号在光盘基板涂的有机染料上烧录一个接一个
的“坑”和没有“坑”的状态,就像这幅图一样。读取时激光汇聚的点照射到有“坑”和没有“坑”的地方反射光的强弱不同从而分辨“0”和“1”。
教师:大家思考一下如何提高光盘的存储容量啊 学生:汇聚的点要小 教师:这里利用了激光的什么特点? 学生:平行度高
教师:CD、DVD、蓝光DVD,斑点和轨道的距离越来越小,储存的信息量越来越大。
三、 亮度集中
让学生猜测激光亮还是太阳亮?
教师:激光的亮度是太阳的100亿倍。就拿老师手中的激光来说,它蕴含了多少能量? 观看视频
工业领域
教师:如果把激光束会聚到物体上,在工业上可用于激光打孔、切割、焊接、打标。
医疗领域
激光焊接视网膜、激光手术、激光祛痘、祛斑等等。
教师:下面再来介绍一个和眼睛有关的应用——飞秒激光治疗近视。
教师:近视之后一般带个凹透镜,眼球的最外面是角膜,手术的原理就是在角膜上削去一部分,使剩下的角膜形成一个凹透镜,相当于把眼镜做在角膜上。手术步骤:首先通过激光将角膜表层分离后翻开,然后用激光在角膜上切削,然后盖上角膜刷刷平,手术就完成了,整个手术过程不到十分钟。 教师:手术中要精确定位且瞬间使组织气化而不影响周围其他组织。 军事领域
激光枪、激光致盲武器、激光炮等,观看视频。
激光核聚变
教师:核能是未来很有希望的新能源,怎么在人工控制下发生核聚变呢?用激光照射,产生高温高压,引起核聚变,中国的神光工程,着手建造大规模的激光器,从根本上解决能源问题。
四、 课堂练习
激光作为21世纪最令人瞩目的高科技之一,不仅改变了我们的生活,还提高了经济和科技的发展,激光也正向着更高、更亮、更快、更强的方向发展,相信在未来,激光会给我们带来更多的奇迹。
板书 4.4 激光的应用
特点:相干性好 平行度好 能量集中
应用:全息技术 激光测距 工业领域
光纤通讯 激光雷达 医疗领域 激光存贮 军事领域 激光核聚变
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