Презентация лазерные технологии и их использование. Презентация "Лазеры и их применение" по физике – проект, доклад

«Средства передачи информации» - Сначала П. Л. Шеллинг в России изобрёл электрический телеграф. И наконец, в 1895 году русский изобретатель А. С. Попов открыл эпоху радиосвязи. Средства передачи информации. Зрение. Костровая связь на Кавказе. Предыстория информатики. Очень богатым на открытия был XIX век. Развитие письменности породило первое средство дальней связи - почту.

«FTV» - I SEE IT FIRST ON FTV. Источник: контракты со спутниковыми станциями и EMS. Целевая аудитория. FTV - современный, информативный, развлекательный канал. Кол-во домохозяйств (мил.)?. 15 9. Восток 8 млн. Прямая реклама. WELCOME. Доход. 82. Спутник. Введение: причины. Источник: исследования 2003 EMS. 101 1,8.

«Изобретение телефона» - Первые сотовые телефоны. Телефон-автомат. Классический телефон. Первая телефонная линия. Кнопочный телефон. Лисицын Владимир. Современные сотовые телефоны. Александр Белл. Радиотелефон. Изобретение телефона.

«Кино FM» - Радиостанция Кино FM. Возраст. Позиционирование Кино FM. *Источник: «Всемирная индустрия развлечений и СМИ: прогноз на 2007?2011 годы», PricewaterhouseCoopers. Хронометраж – 40 секунд. Популярность кино-музыки. Радиостанция Кино FM: профиль аудитории. Москва, население старше 12 лет*. В рекламной кампании были задействованы следующие носители:

«Телефонная связь» - К началу XX века в России действовало 77 государственных и 11 частных телефонных станций. Какие отрасли входят в состав инфраструктурного комплекса? Телеграммы передаются, как правило, по проводам, с использование азбуки Морзе. Телефонная связь. С 1897 г. стали принимать почтовые, а затем и телеграфные денежные переводы.

«MTV Россия» - I. MTV Россия. Наши зрители. 2. Интерактивные возможности в Церемониях MTV Россия. Интерактив в музыкальной премии MTV Russia Music Awards. Виды интерактива в эфире MTV и VH1. Интерактивы на MTV и VH1: Программы с интерактивной составляющей. Церемонии MTV Россия: sms-голосование, sms-конкурсы. Интерактив в программах «Киночарт» & «Большой Киночарт».

Всего в теме 17 презентаций

• Учитель физики высшей категории
• Сарандаева Валентина Николаевна

Ла́зер (англ. laser , акроним от англ. light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света посредством вынужденного излучения)

• Лазер (лаборатория NASA).

• Лазер (красный, зеленый, синий).

Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Волоконный лазер - лазер, резонатор которого построен на базе оптического волокна, внутри которого полностью или частично генерируется излучение. Другие виды лазеров, развитие принципов которых на данный момент является приоритетной задачей исследований (рентгеновские лазеры, гамма-лазеры и др.).

• Военно-морской лазер, прожигающий 600-метровый слой стали.

• Боевой рентгеновский лазер на орбите.

Использование лазеров

• Лазерное сопровождение музыкальных представлений (лазерное шоу)

• считыватели штрих-кодов

• лазерные указки

В промышленности лазеры используются для резки, сварки и пайки деталей из различных материалов.

• Высокая температура излучения позволяет сваривать материалы, которые невозможно сварить обычными способами (к примеру, керамику и металл).

Резка металлов Лазеры используются для получения поверхностных покрытий материалов (лазерное легирование, лазерная наплавка, вакуумно-лазерное напыление) с целью повышения их износостойкости. Широкое применение получила также лазерная маркировка промышленных образцов и гравировка изделий из различных материалов

• Лазерная промышленная маркировка: идентификация промышленной продукции

• Гравировка на ювелирных изделиях

Полупроводниковый лазер, применяемый в узле генерации изображения принтера Hewlett-Packard Лазеры применяются в голографии для создания самих голограмм и получения голографического объёмного изображения. С использованием лазера удалось измерить расстояние до Луны с точностью до нескольких сантиметров.

• Оптико – лазерный телескоп

Лазерная локация космических объектов уточнила значения ряда фундаментальных астрономических постоянных и способствовала уточнению параметров космической навигации, расширила представления о строении атмосферы и поверхности планет Солнечной системы Сверхкороткие импульсы лазерного излучения используются в лазерной химии для запуска и анализа химических реакций. Здесь лазерное излучение позволяет обеспечить точную локализацию, дозированность, абсолютную стерильность и высокую скорость ввода энергии в систему

• Лазерная химия - раздел физической химии, изучающий химические процессы, которые возникают под действием лазерного излучения и в которых специфические свойства лазерного излучения

Лазеры используются и в военных целях, например, в качестве средств наведения и прицеливания.

• Рассматриваются варианты создания на основе мощных лазеров боевых систем защиты воздушного, морского и наземного базирования

• Револьвер , оснащённый лазерным целеуказателем

• Противоракетный твердотельный лазер

В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний (катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения и др.). Широкое применение получили также в косметологии (лазерная эпиляция, лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг, удаление татуировок и пигментных пятен)

• установка для удаления татуировок

В настоящее время бурно развивается так называемая лазерная связь .

• Известно, что чем выше несущая частота канала связи, тем больше его пропускная способность. Поэтому радиосвязь стремится переходить на всё более короткие длины волн. Длина световой волны в среднем на шесть порядков меньше длины волны радиодиапазона, поэтому посредством лазерного излучения возможна передача гораздо большего объёма информации. Лазерная связь осуществляется как по открытым, так и по закрытым световодным структурам, например, по оптическому волокну. Свет за счёт явления полного внутреннего отражения может распространяться по нему на большие расстояния, практически не ослабевая

• Восьмилучевой лазерный приемопередатчик для атмосферной оптической связи. Скорость передачи - до 1 Gbit/с на расстоянии около 2 км. Диск в центре - приемник, малые диски - передатчики, сверху - окно оптического монокуляра для выставления двух блоков по общему лучу зрения.

Для изучения взаимодействия лазерного излучения с веществом и получения управляемого термоядерного синтеза строят большие лазерные комплексы, мощность которых может превосходить 1 ПВт.

• Вот так выглядят сами лазеры.

Ученика Абалуева Егора 11 «б»

Оптические квантовые генераторы, излучение которых лежит в видимой и инфракрасной области спектра, называются лазерами.

Лазер – это устройство, в котором энергия, например тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в энергию электромагнитного поля – лазерный луч

В возбуждённом состоянии атом находится около 10 -8 с, после чего самопроизвольно (спонтанно) переходит в основное состояние, излучая при этом квант света.

Спонтанное излучение происходит при отсутствии внешнего воздействия на атом и объясняется неустойчивостью его возбуждённого состояния.

Если же атом подвергается внешнему воздействию, то время его жизни в возбуждённом состоянии сокращается, а излучение уже будет вынужденным или индуцированным. Понятие о вынужденном излучении было введено в 1916 г А. Эйнштейном.

Под индуцированным излучением понимается излучение возбужденных атомов под действием падающего света Индуцированное излучение.

1940 г. В. А. Фабрикант (возможность использования явления вынужденного излучения) 1954 г. Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и Ч. Таунс (создание микроволнового генератора) 1963 г. Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и Ч. Таунс были удостоены Нобелевской премии История изобретения лазера.

Направленность Монохроматичность Когерентность Интенсивность Свойства лазерного излучения.

При работе лазера часто используется система трёх энергетических уровней атома, второе из которых – метастабильное со временем жизни атома в нём до 10 -3 с.

Трехуровневая схема оптической накачки Указаны «времена жизни» уровней E2 и E3. Уровень E2 – метастабильный. Переход между уровнями E3 и E2 безызлучательный. Лазерный переход осуществляется между уровнями E2 и E1.

Ла́зер обычно состоит из трёх основных элементов: * Источник энергии (механизм «накачки») * Рабочее тело; * Система зеркал («оптический резонатор»).

Основная деталь рубинового лазера – рубиновый стержень. Рубин состоит из атомов Al и O с примесью атомов Cr . Именно атомы хрома придают рубину цвет и имеют метастабильное состояние.

Лазеры способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения. Все фотоны лазерного излучения имеют одинаковую частоту (монохроматичность) и одно и то же направление (согласованность). Лазеры являются мощными источниками света (до 10 9 Вт, т.е. больше мощности крупной электростанции).

Обработка материалов (резание, сварка, сверление); В хирургии вместо скальпеля; В офтальмологии; Голография; Связь с помощью волоконной оптики; Лазерная локация; Использование лазерного луча в качестве носителя информации.

ЛАЗЕР (оптический квантовый генератор) – устройство,
генерирующее
когерентные
и
монохроматические
электромагнитные волны видимого диапазона за счет
вынужденного испускания или рассеивания света атомами
(ионами, молекулами) активной среды.
Слово «лазер» – аббревиатура слов английской фразы «Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation» – усиление
света вынужденным излучением. Рассмотрим эти понятия
подробнее.

Применение лазера
Уникальные свойства лазерного излучения сделали квантовые генераторы
незаменимым инструментом в самых разных областях науки и техники.
Например:
1.
2.
3.
4.
5.
Технические лазеры
Лазерная связь
Лазеры в медицине
Лазеры в научных исследованиях
Военные лазеры

Технические лазеры

Мощные лазеры непрерывного действия применяются для
резки, сварки и пайки деталей из различных материалов.
Высокая температура излучения позволяет сваривать
материалы, которые иными методами соединить нельзя
(например, металл с керамикой). Высокая монохроматичность
излучения позволяет сфокусировать луч в точку диаметром
порядка микрона.

Технические лазеры

Идеально прямой лазерный луч служит удобной «линейкой».
В геодезии и строительстве импульсные лазеры применяют
для измерения расстояний на местности, рассчитывая их по
времени движения светового импульса между двумя точками.
Точные измерения в промышленности производят при
помощи интерференции лазерных лучей, отраженных от
концевых поверхностей изделия.

Лазерная связь

Появление лазеров произвело переворот в технике связи и записи
информации. Существует простая закономерность: чем выше несущая
частота (меньше длина волны) канала связи, тем больше его
пропускная способность. Именно поэтому радиосвязь, вначале
освоившая диапазон длинных волн, постепенно переходила на все
более короткие длины волн. По лазерному лучу можно передать в
десятки тысяч раз больше информации, чем по высокочастотному
радиоканалу. Лазерная связь осуществляется по оптическому волокну
– тонким стеклянным нитям, свет в которых за счет полного
внутреннего отражения распространяется практически без потерь на
многие сотни километров. Лазерным лучом записывают и
воспроизводят изображение (в том числе движущееся) и звук на
компакт-дисках.

Лазеры в медицине

Лазерная техника широко применяется и в
хирургии, и в терапии. Лазерным лучом,
введенным
через
глазной
зрачок,
«приваривают» отслоившуюся сетчатку и
исправляют дефекты глазного
дна.
Хирургические операции, производимые
«лазерным
скальпелем»
меньше
травмируют живые ткани. А лазерное
излучение малой мощности ускоряет
заживление ран и оказывает воздействие,
аналогичное
иглоукалыванию,
практикуемому восточной медициной
(лазерная акупунктура).

Научные исследования

Чрезвычайно высокая температура излучения и высокая плотность его
энергии дает возможность исследовать вещество в экстремальном
состоянии, существующем только в недрах горячих звезд. Делаются
попытки осуществить термоядерную реакцию, сжимая ампулу со смесью
дейтерия с тритием системой лазерных лучей (т.н. инерционный
термоядерный синтез). В генной инженерии и нанотехнологии
(технологии, имеющей дело с объектами с характерными размерами 10–9
м) лазерными лучами разрезают, передвигают и соединяют фрагменты
генов, биологических молекул и детали размером порядка миллионной
доли миллиметра (10–9 м). Лазерные локаторы (лидары) применяются для
исследования атмосферы.

Лазер. Применение лазера в науке и технологии

Урок в 11 классе

Цели урока

Образовательные: изучениеработы квантового генератора и практического применения.

Развивающие: ознакомление с применением квантовой теории в работе конкретного устройства

и многообразием областей применения.

Воспитательные: ознакомление с революционной ролью значительныхнаучных открытий и миротворческой деятельностью ученых.

Оснащение урока

1.Компъютер, видеопроектор

2.Лазер демонстрационный школьный

3.Учебно – методический комплекс «Физика – 11»

4.Плакат «Лазер»

Этапы урока

Словарь урока:

Аббревиатура ЛАЗЕР

Л - Light

А - Amplification by

З - Stimulated

Е - Emission of

Р – Radiation

Индуцированное излучение

Инверсная заселенность

Повторение

I. Постулаты Бора.

II. Поглощениеизлучения атомом.

III. Излучение света.

IV.Энергия кванта излучения Е = Е2 – Е1

Изложение темы урока

I.Индуцированное излучение.

Альберт Эйнштейн. 1916 г.

II.Инверсная заселенность энергетических уровней.

Советский физикФабрикантв 1940 г. обосновал возможность инверсной заселенности энергетических уровней в атомах, когда при свободных уровнях с меньшей энергией заселены (заполнены) все уровни с большей энергией.

III. Усиление света.

Открытие индуцированного излучения наряду с открытием инверсной заселенности энергетических уровней в атоместало основой нового принципа и типа излучения с усилением.

Индуцированное (вынужденное) излучение – усиление излучения, так каксветовая волна имеет частоту и фазупадающей волны.

В 1954 г. советские физики Басов Н. Г. и Прохоров А. М. и американский физик Таунс Ч. создали микроволновый генератор радиоволн с длиной волны λ = 1,27 см.

В 1963 г. Н.Г.Басову, А. М. Прохорову и Ч. Таунсу была присуждена Нобелевская премия.

В 1960 г.в С.Ш.А. был создан первый лазер –квантовый генератор электромагнитных волн в видимом диапозоне спектра.

Схема энергетическихуровнейрубинового лазера.

Работа рубинового лазера.

Рубиновый стержень с одним зеркальным и вторым полузеркальным торцами, лампа накачки, источник высокого напряжения.

Другие типы лазеров. Полупроводниковые, газовые лазеры

Свойства лазерного излучения

Демонстрация работы лазера и свойств излучения

Свойства лазерного излучения

1.Монохроматическое и когерентное излучение.

2.Малая расходимость луча.

3.Большая мощность излучения.

4.Нагревание среды.

Применение лазера

1.Энергетика. Работы в области управляемого термоядерного синтеза с использованием лазера.

2.Биология. Влияние излучения лазера на биологические процессы.

3.Медицина (операции и терапия).

4.Новые технологии в промышленности. Получение сверхчистых металлов и сплавов. Сварка.

5.Оружие. Оптические лазеры в системах наведения и прицеливания.

Рентгеновские лазеры большой мощности как оружие.

6.Научные исследования.

7.Информационные технологии. Запись и воспроизведение информации. Передача информации.

8.Лазерная локация

9.Передача данных

Обобщение знаний.

Итоги урока :

ü Что такое лазер?

ü Назовите два типа излучения атомом.

ü Назовите два типа заселенности энергетических уровней атома.

ü Возможно ли усиление света при излучении?

ü Для чего вводится дополнительныйэнергетический уровень?

ü Назовите конструктивные элементы рубинового лазера.

ü Как работает рубиновый лазер?

ü Назовите свойства излучения лазера.

ü Назовите области применения лазера.

Домашнее задание

1.Физика – 11, §§ 95, 97

2. Сборник задач по физике,№ 1108

3. Другие источники: CD «Открытая физика».

4. Медицина и техника. Тихонов Б. П.