Giáo án Vật lý 12 nâng cao - Sự phát quang, sơ lược về Laze

Bài: SỰ PHÁT QUANG -SƠ LƯỢC VỀ LAZE.
I. Mục tiêu:
 	· Kiến thức: Hiểu được khái niệm lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng; Khái niệm laze, sơ lược về nguyên tắc tạo và hoạt động của laze; các đặc điểm của laze và ứng dụng.	
	· Kỹ năng: 
	· Liên hệ thực tế : Giáo dục quan điểm triết học về duy vật biện chứng. 
II.Phương pháp: Phát vấn + Diễn giảng . 
III Chuẩn bị:
	Giáo viên: Hình vẽ màu 66.1, 66.2, 66.3 và bút trỏ laze. 
	Học sinh: Ôn lại kiến thức về chuyển mức năng lượng trong tiên đề Bo.
TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY
-Ổn định tổ chức: 
-Kiểm tra bài cũ: 
	+ Phát biểu định luật hấp thụ ánh sáng, thiết lập công thức.
	+ Khái niệm hấp thụ lọc lựa- Giải thích màu sắc vật
2Nội dung bài mới:
HOẠT ĐỘNG CỦA G.V
HOẠT ĐỘNG CỦA H.S
NỘI DUNG 
Hoạt động 1: 1. Hiện tượng phát quang:
Gv: Trong giao thoa và nhiễu xạ ® ánh sáng là sóng. Trong các hiện tượng quang điện và hiện tuợng phát quang ® ánh sáng là hạt
Gv: Kết luận về lưỡng tính sóng - hạt.
Gv: Thuyết giảng về sự thể hiện tính chất sóng và hạt theo bước sóng ánh sáng.
Hs: Cho biết các đại lượng đặc trưng cho sóng và hạt?
1. Hiện tượng phát quang:
a. Ánh sáng vừa có tính chất sóng
 vừa có tính chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt.
b. Ánh sáng có bước sóng 
càng ngắn so với vật mà nó tương tác thì phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn, tính chất hạt càng rõ nét (tính đâm xuyên, tác dụng quang điện, iôn hóa)
	Ánh sáng có bước sóng càng dài so với vật mà nó tương tác thì phôtôn ứng với nó có năng lượng càng nhỏ, tính chất sóng càng rõ nét (hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ..)
Hoạt động 2: 
 Gv: Trong các bệnh viện người ta giải phẫu mắt với kỹ thuật cao, đó là kỹ thuật laze. Ta tìm hiểu sơ lượt về nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của laze
Gv: Trình bày về phát xạ tự phát và phát xạ kích thích
Gv: Dùng hình minh hoạ để cho Hs thấy sự khác biệt giữa hai loại bức xạ này, và nhấn mạnh cho Hs biết :
+ trong bức xạ tự phát nguyên tử tự động chuyển về.
+ trong bức xạ kích thích là do phôtôn bên ngoài kích thích làm cho nguyên tử chuyển về.
Gv: Thời gian nguyên tử ở trạng thái có năng lượng cao nhỏ hơn thời gian nguyên tử ở trạng thái có năng lượng thấp nên số nguyên tử N2 ở trạng thái có năng lượng cao ít hơn số nguyên tử có năng lượng thấp N1. Môi trường mà N2>N1 gọi là môi truờng hoạt tính. Để tạo ra môi trường hoạt tính người ta dùng bơm quang học.
Hs: Nêu lại hai tiên đề về bức xạ và hấp thụ?
Hs: Đọc mục bạn có biết trang 277 để biết bơm quang học.
2. Sơ lượt về laze:
a. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của laze:
E2
E1
Phôtôn tự phát xạ
hf
	· Phát xạ tự phát:
	Nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng cao E2 thì tự động chuyển về trạng thái có năng lượng thấp E1 trong khoảng thời gian 10-8s và phát ra phôtôn có năng lượng hf=E2-E1, bức xạ này gọi là bức xạ tự phát. Các bức xạ tự phát của các nguyên tử khác nhau là không kết hợp.
Hoạt động 3
Hs: Xem thông tin trong Sgk.
· Phát xạ kích thích:
E2
E1
Phôtôn tới
hf
hf
hf
Phôtôn phát xạ
kích thích
+
	Nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng cao E2 chịu sự tác động của phôtôn bên ngoài có năng lượng hf=E2-E1 bị kích thích chuyển về trạng thái có năng lượng thấp E1 và phát ra phôtôn cũng có năng lượng hf=E2-E1, bức xạ này gọi là bức xạ kích thích. Các bức xạ kích thích của các nguyên tử khác nhau là các bức xạ kết hợp cùng pha.
	· Môi trường hoạt tính:
	Môi truờng hoạt tính là môi trường mà số nguyên tử ở trạng thái có mức năng cao E2 nhiều hơn số nguyên tử ở trạng thái có mức năng thấp E1. Để tạo ra môi trường hoạt tính người ta dùng bơm quang học.
E2
E1
E3
	· Trong môi trường hoạt tính nếu như có một phôtôn ban đầu có năng lượng đúng bằng hf=E2-E1 đi vào thì gây ra được một bức xạ kích thích ứng với 1 phô tôn có tần số f. Phôtôn này cùng với phôtôn ban đầu là hai phôtôn kết hợp, chúng lại gây ra hai bức xạ kích thích tiếp theo để tạo ra bốn phôtôn kết hợp, rồi sau đó tám phôtôn,...Quá trình trên diễn ra trong khoảng thời gian ngắn sẽ tạo ra rất nhiều phôtôn kết hợp cùng pha, kết quả chùm sáng qua môi trường hoạt tính được khuếch đại lên.
Môi trường hoạt tính
Gương
Gương
Đèn bơm
	· 	Sự khuếch đại trên được nhân lên nếu như cho phôtôn qua lại nhiều lần trong môi trường hoạt tính, bằng cách bố trí hai gương phẳng song song ở hai đầu, trong đó một gương là nửa trong suốt và khoảng cách hai gương thoả mãn điều kiện cộng hưởng. 
	· Sau một một số lần phản xạ trên hai gương, phần lớn các phôtôn đi qua gương nửa trong suốt tạo thành tia laze.
b. Đặc điểm tia laze:
· Tia laze là ánh sáng kết hợp.
· Tia laze rất đơn sắc. Df/f = 10-15
· Chùm tia laze rất song song.
· Chùm tia laze có mật độ công suất rất lớn.
c. Các loại laze và ứng dụng: (Sgk)
Củng cố dặn dò:Trong mọi dao động điều hòa , cơ năng được bảo toàn.
1/ Trả lời câu hỏi 2,3 trang 13 SGK
Bài tập về nhà:	 Làm các bài tập: 4,5, 6 trang 13 Sgk
Rút kinh nghiệm :
..
.
.