Giáo án Vật lý 12 - LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG SƠ LƯỢC VỀ LAZE pdf

LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG
SƠ LƯỢC VỀ LAZE

I / MỤC TIÊU :
 Hiểu được khái niệm về lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng.
 Hiểu được khái niệm laze; hiểu sơ lược nguyên tắc cấu tạo và hoạt
động của laze.
 Hiểu các đặc điểm của laze và ứng dụng của laze.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Vẽ trên giấy khổ lớn Hình 66.1, 66.2 và 66.3, GV mang đến lớn
bút trỏ laze.
2 / Học sinh :
Ôn lại kiến thức về chuyển mức năng lượng §63.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Thí nghiệm giao thoa ánh sáng

GV : Hãy kể tên thí nghiệm chứng tỏ
của Young.
HS : Thí nghiệm hiện tượng quang
điện của Hertz.
HS : Ánh sáng đỏ.

HS : Tia tử ngoại

HS : Ánh sáng có bước sóng dài.

HS : Ánh sáng có bước sóng ngắn.

HS : Ánh sáng có lưỡng tính sóng
hạt.
Hoạt động 2 :
HS : Tính chất : hiện tượng giao
thoa, hiện tượng nhiễu xạ, hiện tượng
tán xạ.
HS : Tính chất sóng.
HS : Hiện tượng quang điện, khả
năng đâm xuyên, tác dụng phát
ánh sáng có tính chất sóng ?
GV : Hãy kể tên thí nghiệm chứng tỏ
ánh sáng có tính chất hạt ?
GV : Ánh sáng gì được dùng trong
thí nghiệm giao thoa ánh sáng của
Young ?
GV : Ánh sáng gì được dùng trong
thí nghiệm hiện tượng quang điện
của Hertz ?
GV : Ánh sáng gì chứng tỏ ánh sáng
có tính chất sóng ?
GV : Ánh sáng gì chứng tỏ ánh sáng
có tính chất hạt ?
GV : Ánh sáng có tính chất gì ?

GV : Khi ánh sáng có bước sóng dài
thì nó thể hiện tính chất gì ?
GV : Tính chất gì mờ nhạt ?
GV : Khi ánh sáng có bước sóng
ngắn thì nó thể hiện tính chất gì ?

quang.
HS : Tính chất hạt.
Hoạt động 3 :
HS : Nêu hiện tượng trong SGK
trang 275.
HS : Nêu hiện tượng trong SGK
trang 275.
HS : Nêu hiện tượng trong SGK
trang 275.
HS : Nêu hiện tượng trong SGK
trang 275.
HS : Nêu hiện tượng trong SGK
trang 275.
HS : Bố trí hai gương song song
trong đó một gương là nữa trong suốt
?
Hoạt động 4 :
HS : Các phôton thành phần đều
cùng pha
HS : Độ sai lệch tương đối của tần số
GV : Tính chất gì mờ nhạt ?

GV : Thế nào là sự phát xạ tự phát ?
GV : Thế nào là sự phát xạ kích
thích ?
GV : Thế nào là sự đảo mật độ ?
GV : Thế nào là môi trường hoạt
tính ?
GV : Thế nào là bơm quang học ?
GV : Muốn cho sự khuếch đại nhân

lên thì ta phải làm gì ?

GV : Vì sao tia laze là ánh sáng kết
hợp ?
GV : Vì sao tia laze rất đơn sắc ?

GV : Vì sao tia laze rất song song.
GV : Vì sao tia laze có mật độ công
suất lớn ?
GV : Hướng dẫn học sinh tìm hiểu
ánh sáng phát ra bằng 10
 15
.
HS : Xem SGK trang 276
HS : Xem SGK trang 276
Hoạt động 5 :
HS : Xem SGK trang 276
HS : Xem SGK trang 276
các loại tia laze và ứng dụng ?

IV / NỘI DUNG :
1. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng
a) Để giải thích các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, ta đã thừa nhận ánh sáng
nhìn thấy có tính chất sóng.
Để giải thích hiện tượng quang điện, ta lại phải thừa nhận rằng chùm
sáng là một chùm các hạt phôtôn.
Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Người ta nói
rằng, ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.
b) Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn so với kích thước của vật mà sóng
tương tác, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể

hiện càng rõ, sóng điện từ có bước sóng càng lớn so với kích thước của vật
mà nó tương tác.
2. Sơ lược về laze
- Nguyên tử tự động chuyển về trạng thái E
1
sau một khoảng thời gian
rất ngắn (chừng 10
-8
s) và phát ra một phôtôn có năng lượng hf = E
2
– E
1
.
Quá trình này gọi là sự phát xạ tự phát.
- Nguyên tử đang ở trạng thái kích thích có năng lượng E
2
chịu tác
động của phôtôn bên ngoài có năng lượng hf = E
2
– E
1
, bị kích thích chuyển
về trạng thái E
1
, đồng thời phát ra phôtôn có năng lượng hf = E
2
– E
1
. Quá
trình này được gọi là sự phát xạ kích thích

Trong điều kiện bình thường, số nguyên tử ở mức cao luôn có mật độ
ít hơn ở mức thấp. Thế nhưng, trong những điều kiện đặc biệt, có thể xảy ra
sự đảo mật độ, nghĩa là mức trên lại chứa nhiều nguyên tử hơn mức dưới.
Môi trường có sự đảo mật độ như vậy gọi là môi trường hoạt tính.
Một phôtôn có tần số f thỏa mãn điều kiện hf = E
2
– E
1
gây ra bức xạ kích
thích. Kết quả là ta có hai phôtôn kết hợp có cùng tần số f (phôtôn ban đầu
và phôtôn phát xạ cảm ứng); hai phôtôn này lại gây ra bức xạ kích thích,
sinh ra bốn phôtôn kết hợp… (Hình 62.2). Vì mật độ nguyên tử ở mức E
2
rất
lớn nên, trong một thời gian ngắn, có rất nhiều nguyên tử chuyển xuống mức
E
1
, và do đó, số phôtôn kết hợp được tạo ra rất lớn. Kết quả là, chùm sáng
không những không bị môi trường hấp thụ, mà trái lại, được khuếch đại lên.

Hình 66.2 Sự khuếch đại chùm sáng
Sự khuếch đại như thế lại càng được nhân lên, nếu ta làm cho các
phôtôn kết hợp đi lại nhiều lần trong môi trường, bằng cách bố trí hai gương
song song ở hai đầu, trong đó có một gương là nửa trong suốt, hình thành
hộp cộng hưởng, tạo ra chùm phôtôn rất mạnh cùng pha.
Sau khi phản xạ một số lần lên hai gương, phần lớn phôtôn sẽ đi qua
gương nửa trong suốt và tạo thành tia laze.
Đó là nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy phát tia laze
b) Một số đặc điểm của tia laze
 Tia laze là ánh sáng kết hợp

 Tia laze rất đơn sắc.
 Chùm tia laze rất song song.
 Chùm tia laze có mật độ công suất lớn.




V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3.
Xem bài 66 + 67