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

Bài giảng vật lý 
Khi chiếu vào tấm bỡa đỏ chựm ỏnh sỏng đỏ ta thấy tấm bỡa cú màu gỡ ? 
	A. Đỏ 	B. Tớm 	 
	C. Vàng 	D. Đen 
2. Khi chiếu vào tấm bỡa đỏ chựm ỏnh sỏng tớm ta thấy tấm bỡa cú màu : 
Đỏ 	 B. Tớm 	 
C. Vàng 	D. Đen 
Kiểm tra bài cũ : 
* Đốn ống 
* Màn hỡnh tivi , mỏy tớnh  
* Sơn phỏt quang trờn biển bỏo giao thụng . 
Cỏc protờin phat quang màu xanh lục 
Chữ viết chỉ hiện lờn khi cú ỏnh đốn 
con đom đúm 
Cỏc protờin phat quang màu xanh lục 
Chữ viết chỉ hiện lờn khi cú ỏnh đốn 
1. Hiện tượng phát quang 
Tiết 81: sự phát quang.s ơ lược về laze 
Ban ngày 
Ban đêm 
Đ èn nêôn 
1. Hiện tượng phát quang 
Tiết 81: sự phát quang.s ơ lược về laze 
a. Sự phát quang : 
*Ví dụ : 
* Khái niệm : 
+ Là hiện tượng một số ( ở thể rắn lỏng , hoặc khí ) khi hấp thụ năng lượng dưới dạng nào đ ó , th ì có kh ả năng phát xạ ra bức xạ đ iện từ trong miền á nh sáng nhìn thấy 
 Chất có kh ả năng phát quang đư ợc gọi là chất phát quang 
+ Đ om đ óm , hải quỳ . 
+ Phốt pho bị ôxi hoá trong không khí 
+ Sự phát sáng của một số chất hơi và chất rắn khi đư ợc chiếu bằng tia tử ngoại  
Ban ngày 
Ban đêm 
Đ èn nêôn 
Đ ặc đ iểm : 
Bức xạ phát quang là bức xạ riêng của vật : Mỗi chất phát quang có một quang phổ đ ặc trưng cho nó . 
Sau khi ngừng kích thích sự phát quang của một số chất còn kéo dài thêm một khoảng thời gian nào đ ó.Khoảng thời gian từ lúc ngừng kích thích cho đ ến lúc ngừng phát quang gọi là thời gian phát quang.Thời gian này phụ thuộc vào chất phát quang 
b.Các dạng phát quang 
Ví dụ 1: 
+ Chùm á nh sáng trắng là á nh sáng kích thích . 
+ Chùm á nh sáng màu lục là á nh sáng phát quang . 
+Con đại bàng bằng đá ép là chất phát quang . 
Chiếu chùm á nh sáng trắng vào con đại bàng bằng đá ép , th ì thấy con đại bàng phát ra á nh sáng màu lục . 
Ví dụ 2: 
Chùm bức xạ tử ngoại chiếu vào lớp bột phát quang ở thành trong của đ èn ống , th ì thấy lớp bột phát quang á nh sáng trắng. 
+ Chùm bức xạ tử ngoại là á nh sáng kích thích . 
+ Chùm á nh sáng trắng là á nh sáng phát quang . 
+ Lớp bột phát quang là chất phát quang . 
* Hiện tượng quang – phát quang : 
Hiện tượng quang – phát quang là hiện tượng một số chất có kh ả năng hấp thụ á nh sáng có bước sóng này để phát ra á nh sáng có bước sóng khác . 
+ Khái niệm : 
+Ví dụ : 
Núm công tắc đ iện 
 Các vật bằng đá ép 
 Sơn quét trên các biển báo giao thông 
Các trường hợp khác : 
Hoá phát quang : Đ om đ óm , hải quỳ,nấm san hô 
+ Phát quang ở ca tốt ở màn hình tivi 
+Đ iện phát quang của đ èn Led 
Hãy nhận xét về thời gian phát quang của lớp bột phát quang trong đ èn ống và của con đại bàng bằng đá ép,sau khi đã tắt á nh sáng kích thích ? 
Khi tắt á nh sáng kích thích th ì á nh sáng phát quang bị tắt rất nhanh . 
Khi tắt á nh sáng kích thích th ì á nh sáng phát quang còn kéo dài một khoảng thời gian nào đ ó . 
? 
Huỳnh quang 
Lân quang 
Chất phát quang 
 một số chất lỏng và chất khí 
một số chất rắn 
á nh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt á nh sáng kích thích 
á nh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian sau khi tắt á nh sáng kích thích 
Đ ặc đ iểm 
* Phân loại hiện tượng quang – phát quang : Huỳnh quang và lân quang 
 Các chất phát quang của các đ ộng , thực vật phát quang dưới đây là huỳnh quang hay lân quang ? 
Nấm 
Đ om đ óm 
Hải quỳ 
San hô 
? 
 Trên đ ầu , áo công nhân vệ sinh , cọc chỉ giới , biển báo giao thông có sơn xanh , đ ỏ , vàng , lục Đ ó là các chất lân quang hay huỳnh quang ? 
c .Định luật xtốc về hiện tượng phát quang : á nh sáng phát quang có bước sóng dài hơn bước sóng của á nh sáng kích thích 
 - Giải thích : 
Trạng thái bình thường 
Trạng thái kích thích 
hf pq 
hf kt 
 hf pq < hf kt 
Nguyên tử ( Phân tử ) 
( Bình thường ) 
hf kt 
Kích thích 
Va chạm 
Năng lượng giảm 
hf pq 
Bình thường 
d.ứng dụng:Nhiều ứng dụng trong khoa học và kĩ thuật : 
+ Đ èn ống : 
+ Biển báo giao thông , áo lao công 
+ Sử dụng trong ti vi máy tính , dao đ ộng kí . 
2. Sơ lược về Laze 
a.Đặc điểm : 
Đ ịnh nghĩa : 
Là nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.Chùm bức xạ phát ra cũng đư ợc gọi là chùm tia Laze. 
Tia laze có trính đơn sắc rất cao . 
Tia laze là chùm sáng kết hợp . 
Tia laze là chùm sáng song song . 
Tia laze có cường độ lớn . 
b.Các loại Laze: 
+ Laze rắn: VD laze Rubi 
+Laze khí 
+Laze bán dẫn 
+ Trong thông tin liên lạc: Do có tính đ ịnh hướng và tần số cao nên đư ợc sử dụng trong vô tuyến đ ịnh vị , liên lạc vệ tinh,điều khiển con tàu vũ trụ Do có tính kết hợp và cường độ cao nên sử dụng rất tốt trong truyền tin bằng cáp quang 
c.Một số ứng dụng của laze 
Dao mổ laze 
+ Trong y học 
Chữa bệnh ngoài da 
+ Laze đư ợc sử dụng trong đ ầu đ ĩa đ ọc CD, bút chỉ bảng , trong thí nghiệm phổ thông ... 
 + Trắc đ ịa : Đo khoảng cách , ngắm đư ờng . 
+ Trong công nghiệp : Khoan cắt , tôi chính xác trên các vật liệu nh ư kim loại 
+ S ử dụng á nh sáng laze để làm đ èn tín hiệu , trang trí các lễ hội lớn của quốc gia  
BÀI TẬP 
1 . Tia laser khụng cú đặc điểm nào dưới đõy ? 
A. Cụng suất lớn . 
B. Độ định hướng cao . 
C. Cường độ lớn . 
D. Độ đơn sắc cao . 
2 : Trong hiện tượng quang - phát quang , có sự hấp thụ á nh sáng để làm gì? 
	A. Để tạo ra dòng đ iện trong chân không . 
	B. Để làm cho vật phát sáng . 
	C. Để làm nóng vật . 
	D. Để làm thay đ ổi đ iện trở của vật . 
3 . á nh sáng phát quang của một chất có bước sóng 500 nm. Hỏi nếu chiếu vào chất đ ó á nh sáng có bước sóng nào dưới đây th ì nó sẽ không phát quang ? 
	A. 300 nm 
	B. 400 nm 
	C. 480 nm 
	D. 600 nm 
4 . Hãy chọn câu đ úng . 
Trong hiện tượng quang-phát quang , sự hấp thụ hoàn toàn một phôtôn sẽ đưa đ ến : 
A. Sự giải phóng một ê lectron tự do. 
B. Sự giải phóng một ê lectron liên kết . 
C. Sự giải phóng một cặp ê lectron vào lỗ trống . 
D. Sự phát ra một phôtôn khác . 
Hãy chọn câu đ úng khi xét sự phát quang của một chất lỏng và một chất rắn. 
Câu 5: 
A.Cả hai trường hợp phát quang đ ều là huỳnh quang . 
B.Cả hai trường hợp phát quang đ ều là lân quang . 
C.Sự phát quang của chất lỏng là huỳnh quang , của chất rắn là lân quang . 
D.Sự phát quang của chất lỏng là lân quang,của chất rắn là huỳnh quang . 
Câu 6 : Sự phỏt sỏng của nguồn sỏng nào dưới đõy là sự phỏt quang ? 
Búng đốn xe mỏy 	B. Hũn than hồng 
C. Búng đốn ở bỳt thử điện 	D. Ngụi sao băng 
C âu 7 : Một chất phỏt quang phỏt ra ỏnh sỏng màu vàng lục khi được kớch thớch phỏt sỏng . Hỏi khi chiếu vào chất đú ỏnh sỏng đơn sắc nào dưới đõy thỡ chất đú sẽ phỏt quang ? 
 A. Lục B. Vàng 	 
	 C. Da cam	 D. Đỏ 
Câu 8 . Để do khoảng cách từ trái đ ất đ ến Mặt Trăng người ta dùng một laze phát ra những xung á nh sáng có bước sóng 520nm, chiếu về phía Mặt Trăng và đo khoảng thời gian giữa thời đ iểm xung đư ợc phát ra và thời đ iểm một máy thu đ ặt ở Trái Đ ất nhận đư ợc xung phản xạ. Thời gian kéo dài của một xung là t=100ns. Khoảng thời gian giữa hai thời đ iểm phát và nhận xung là2,667s. Năng lượng của mỗi xung á nh sáng là W 0 =10kJ 
1.Tính khoảng cách giữa Trái Đ ất và Mặt Trăng lúc đ ó ? 
2. Tính công suất của chùm laze. 
3. Tính số phôtôn chứa trong mỗi xung á nh sáng 
4. Tính độ dài của mỗi xung 
Hướng dẫn 
Gọi L là khoảng cách từ Trái Đ ất - Mặt Trăng ; t 1 là thời gian á nh sáng đi và về giữa Trái Đ ất - Mặt Trăng . 
Ta có : 2L=ct 1 => L=ct 1 /2=400000km 
Công suất của chùm laze: 
	P= W 0 /t= 10.10 3 J/100.10 -9 s=10 11 W=100000MW 
3. Số phôtôn đư ợc phát ra trong mỗi xung á nh sáng : 
	N=W 0 /hf=W 0 / hc =2,62.10 22 hạt 
4. Gọi d là độ dài mỗi xung á nh sáng , ta có : 
	d=ct= 3.10 8 .100.10 -9 =30m. 
Hướng dẫn về nh à 
1. l àm các câu hỏi và bài tập : (T.247-SGK) 
2. Ôn tập hai chương V; VI tiết tới chữa bài tập , rồi kiểm tra 1 tiết 
Hẹn gặp lại