Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 34: Sơ lược về Laser (Bản chuẩn kiến thức)

KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1 : Trình bày tiên đề Bo về các trạng thái dừng. 
Trả lời : 
	 Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ. 
	Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng. 
 3/11/2010 
1 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Trả lời : Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng (En) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn (Em) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En-Em: ε=h.f nm =En-Em 
 Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao En. 
Câu 2 : Trình bày tiên đề Bo về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử. 
 3/11/2010 
2 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Nội dung các bức ảnh ? 
 3/11/2010 
3 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CÁC NHÀ NGHIÊN CỨU LAZE ĐẦU TIÊN 
C.H Townes - Mỹ 
 ( 1915- ) 
Đồng giải Nobel Vật lý - 1964 
N.G Basov - Nga 
 ( 1922-2001 ) 
A.M Prokhorov - Nga 
 (1916-2002 ) 
 3/11/2010 
4 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Trả lời câu hỏi : Laze là gì ? 
Nêu được những đặc điểm của chùm sáng do laze phát ra. 
Trình bày được về hiện tượng phát xạ cảm ứng. 
Nêu được vài ứng dụng của laze. 
 3/11/2010 
5 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 
Laze là gì ? 
Sự phát xạ cảm ứng 
Cấu tạo của laze 
MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA LAZE 
 3/11/2010 
6 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 
Laze là gì ? 
Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng. 
Tia laze có các đặc điểm : có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp rất cao và cường độ lớn. 
 3/11/2010 
7 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 
Laze là gì ? 
Sự phát xạ cảm ứng 
 	 Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lượng ε = hf, bắt gặp một phôtôn có năng lượng  ’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra phôtôn ε . Phôtôn ε có cùng năng lượng và bay cùng phương với phôtôn  ’. 
 	Ngoài ra, sóng điện từ ứng với phôton  hoàn toàn cùng pha và dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với phôton  ’. 
 3/11/2010 
8 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Câu hỏi : Hãy mô tả cụ thể quá trình nhân phôtôn vẽ trên hình 34.3 ( trang 171 SGK ) 
Khi 1 phôtôn thích hợp bay qua một nguyên tử ở trạng thái kích thích thì do hiện tượng phát xạ cảm ứng sẽ xuất hiện hai phôtôn như nhau bay cùng phương. Hai phôtôn này bay qua 2 nguyên tử trong trạng thái kích thích sẽ xuất hiện 4 phôtôn giống nhau bay cùng phương Do đó số phôtôn tăng theo cấp số nhân. 
 3/11/2010 
9 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Câu hỏi : Giải thích các đặc điểm của tia laze ? 
Các phôton phát xạ cảm ứng có cùng năng lượng tức cùng bước sóng nên có tính đơn sắc cao. 
Các phôton phát xạ cảm ứng bay theo cùng một phương nên có tính định hướng cao. 
Các sóng điện từ ứng với các phôton phát xạ cảm ứng đều cùng pha nên có tính kết hợp cao. 
Số phôton phát xạ cảm ứng bay theo cùng một hướng rất lớn nên cường độ chùm sáng rất lớn. 
 3/11/2010 
10 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 
Laze là gì ? 
Sự phát xạ cảm ứng 
Cấu tạo của laze 
Tùy theo vật liệu phát xạ mà ta có laze khí, laze rắn và laze bán dẫn. 
Laze Rubi 
Laze He-Ne 
 3/11/2010 
11 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Cấu tạo cơ bản và cơ chế hoạt động của laser 
	 1) Buồng cộng hưởng (vùng bị kích thích)2) Nguồn nuôi (năng lượng bơm vào vùng bị kích thích)3) gương phản xạ toàn phần4) gương bán mạ  5) tia laser 
 3/11/2010 
12 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
XÉT LAZE RUBI 
Rubi (hồng ngọc) là Al 2 O 3 có pha Cr 2 O 3 . Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion Crôm phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản. Đó cũng là màu của tia laze. 
a. Laze Rubi : 
b. Cấu tạo : Laze Rubi gồm 
 3/11/2010 
13 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
 Mặt (2) là mặt bán mạ ( mạ một lớp mỏng để khoảng 50% cường độ chùm sáng chiếu tới bị phản xạ, khoảng 50% truyền qua ) Mặt này trở thành một gương phẳng (G 2 ) có mặt phản xạ quay về phía G 1 . Hai gương G 1 và G 2 song song với nhau. 
 Một thanh Rubi hình trụ (A). Hai mặt được mài nhẵn, vuông góc với trục của thanh. 
 Mặt (1) được mạ bạc trở thành một mặt gương phẳng (G 1 ) có mặt phản xạ quay vào phía trong. 
 3/11/2010 
14 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Dùng một đèn xenon để chiếu sáng rất mạnh thanh Rubi và đưa một số lớn ion Crôm lên trạng thái kích thích. Nếu có một ion Crôm bức xạ theo phương vuông góc với 2 gương thì ánh sáng sẽ phản xạ đi lại nhiều lần giữa 2 gương. Ánh sáng sẽ được khuếch đại lên nhiều lần. Chùm tia laze được lấy ra từ gương bán mạ G 2 . 
c. Hoạt động : 
 3/11/2010 
15 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 
Laze là gì ? 
Sự phát xạ cảm ứng 
Cấu tạo của laze 
MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA LAZE 
 3/11/2010 
16 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
1. Trong y học 
 Phẫu thuật mắt 
Xóa vết xăm 
 Phẫu thuật khối u 
Trị các bệnh ngoài da 
 3/11/2010 
17 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
2. Trong thông tin liên lạc 
Vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển tên lửa, tàu vũ trụ, truyền tin bằng cáp quang. 
 3/11/2010 
18 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
3. Trong công nghiệp 
Cắt nhiều chất liệu 
Tôi kim loại 
 3/11/2010 
19 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
4. Ứng dụng khác 
Bắn laser tìm hiểu trung tâm trái đất 
Cập nhật lúc 14h26' ngày 08/01/2009 
Những bí mật bao phủ lõi trái đất sắp được đưa ra ánh sáng nhờ vào sự trợ giúp của tia laser mạnh nhất từ trước tới nay.  
 3/11/2010 
20 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
5. Các ứng dụng khác : 
 Laze còn được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, ổ cứng, trong bút chỉ bảng ( Laze bán dẫn ), trong chuột máy tính,trang trí, quãng cáo, biểu diễn,  
 3/11/2010 
21 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CỦNG CỐ 
Câu1 : 
Nêu các đặc điểm và ứng dụng của laze 
Trả lời : 
Tính chất : Tính đơn sắc cao. Tính định hướng cao. Tính kết hợp cao. Cường độ lớn. 
Ứng dụng : Dùng trong y học như dao mổ trong phẩu thuật, chữa bệnh, ... Dùng trong thông tin liên lạc như vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, ... Dùng trong công nghiệp để khoan, cắt nhiều chất liệu, tôi kim loại, ... Dùng trong trắc địa. Dùng trong đầu đọc đĩa CD, trong chuột máy tính, trong bút chỉ bảng, trong trang trí, quảng cáo, biểu diễn,  
 3/11/2010 
22 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
CỦNG CỐ 
Câu 2 : Bút laze chỉ bảng thuộc loại laze nào ? 
 A . Khí. 
 B . Lỏng. 
 C . Rắn. 
 D . Bán dẫn. 
Đáp án : 
D 
 3/11/2010 
23 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
DẶN DÒ 
1. Học phần ghi nhớ (trang 173 SGK ) 
2. Trả lời các câu hỏi từ 1 đến 6, làm các BT 7, 8 ( trang 173 SGK ); BT 34.2 đến 34.7 ( trang 57 SBT ) 
3. Xem trước bài 35 (trang 176 SGK ) 
 3/11/2010 
24 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
MỘT SỐ ĐOẠN PHIM 
Mổ mắt bằng laze 
 3/11/2010 
25 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Xóa vết xâm bằng laze 
 3/11/2010 
26 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Trang trí bằng laze 
 3/11/2010 
27 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Đầu đọc đĩa CD 
 3/11/2010 
28 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE 
Laze trong kỹ thuật quân sự 
 3/11/2010 
29 
SƠ LƯỢC VỀ LAZE