Лазеры
Цель урока: показать учащимся на примере лазеров, как развитие фундаментальной науки – квантовой теории привело к прогрессу в самых разных разделах техники и технологии.
Ход урока
1. Проверка домашнего задания методом фронтального опроса
1) Сформулировать первый постулат Бора и подчеркнуть противоречия с классической физикой
2) Сформулировать второй постулат Бора и выделить его противоречие с классической физикой
3) Какую модель атома создал Бор на основе своих постулатов?
4) Какие трудности испытала
5) Какие две теории были созданы на основе постулатов Бора?
6) Задача. Найдите длину волны излучения при переходе атома водорода из одного энергетического состояния в другое. Разница в энергиях этих состояний 1,89 эВ.
Решение. hν = E2- E1 = ∆Е; λ= QUOTE 
; λ= 6,62∙10-7м.
Задача. Во сколько раз длина излучения атома водорода при переходе с третьей орбиты на вторую больше длины волны, обусловленной переходом электрона со второй орбиты на первую.
Решение. λ= QUOTE 
1- случай: k = 3; n = 2; 2- случай: k = 2; n = 1.
Находим отношение QUOTE 
= 5,4
2. Изучение нового материала. (Материал дается в ознакомительном варианте)
«Лазер — это устройство, в котором энергия любого типа превращается в энергию электромагнитного поля – лазерный луч. Высокая концентрация энергии, ее способность передачи на большие расстояния определяет качество этой энергии. С помощью лазера можно сжать излучение в пятнышко размером с длину световой волны и достичь плотности энергии равной плотности энергии ядерного взрыва. Достигли самых высоких температур, давлений, магнитной индукции, тоже с помощью лазерного излучения.
С помощью лазера пришли к совершенно новым средствам передачи и хранения информации» — говорил академик Басов Н.Г.
1) Индуцированное излучение.
А. Эйнштейн в 1917 году выдвинул гипотезу вынужденного излучения света атомами;
он говорил, что полученное индуцированное излучение не будет отличаться от волны, падающей на атом ни фазой, ни частотой, ни поляризацией.
2) Лазеры.
Н.Г. Басов, А. М. Прохоров (сов. ф.) и Ч. Таунс (ам. ф.) использовали индуцированное излучение микроволнового генератора радиоволн с длиной волны 1,27 см
В 1963 году они стали лауреатами Нобелевской премии.
В 1960 году в США, был создан квантовый генератор в видимом диапазоне спектра – первый лазер.
3) Свойства лазерного излучения.
А) Лазеры могут образовывать пучки света с малым углом расхождения – 10-5рад.
Б) Луч лазера монохроматический, поэтому фаза волны не испытывает нерегулярных изменений.
В) Самые мощные источники света – это лазеры.
4) Принцип действия лазера.
Обычно атомы находятся на низшем энергетическом уровне, поэтому вещества не светятся. Когда электромагнитная волна проходит через вещество, то его энергия за счет поглощенной волны увеличивается, и вещество начинает светиться. hν = E2 – E1 – энергия, на которую уменьшается энергия светового пучка. По плакату рассказать о принципе действия лазера.
5) Трехуровневая система
Рассмотрим метод получения среды, с возбужденным состоянием атомов, на примере с рубиновым лазером.
Используя плакат, рассказать, как возбуждаются атомы за счет поглощения света, падающего от мощной специальной лампы. Почему выбрана трехуровневая энергетическая система. Уровни ионов хрома в рубине имеют необходимые свойства.
6) Устройство рубинового лазера.
По плакатам рассказать об устройстве и работе рубинового лазера.
Рабочее тело – кристалл рубина ( в виде стержня) с плоскопараллельными торцами. Сине – зеленый свет дает газоразрядная лампа, которая имеет форму спирали. Импульс тока от батареи конденсаторов вызывает вспышку лампы.
Через один из торцов рубинового стержня выходит мощный импульс красного света.
7) Другие типы лазеров.
Рубиновый лазер работает в импульсном режиме, но существуют лазеры непрерывного действия. Лазеры бывают: газодинамические, полупроводниковые, газовые и т.д.
Полупроводниковый лазер. Газовый лазер.
7) Применение лазеров.
Перспективно применение лазерного луча для связи, для хранения и записи информации, для испарения материалов в вакууме, для сварки, в медицине, для осуществления химических реакций, для управляемой термоядерной реакции и т.д.
3. Закрепление изученного материала
А) Кто создал лазер?
Б) Каковы свойства лазерного излучения?
В) Каков принцип действия лазеров?
Г) Как работает трехуровневая система?
Д) Как устроен рубиновый лазер?
Е) Где применяются лазеры?
Подведем итоги урока
Домашнее задание: § 97, упр. 13 № 3.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)