作业帮激光的特点
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/28 06:49:30
激光的特点
激光的特点
（一）定向发光
普通光源是向四面八方发光.要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出.激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行.1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里.若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球.
（二）亮度极高
在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍.因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体.红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位）,颜色鲜红,激光光斑明显可见.若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉.激光亮度极高的主要原因是定向发光.大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高.
（三）颜色极纯
光的颜色由光的波长（或频率）决定.一定的波长对应一定的颜色.太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性.发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一.比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,只发射某一种颜色的光.单色光源的光波波长虽然单一,但仍有一定的分布范围.如氪灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氪灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色.由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好.
激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯.以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二.由此可见,激光器的单色性远远超过任何一种单色光源.
此外,激光还有其它特点：相干性好.激光的频率、振动方向、相位高度一致,使激光光波在空间重叠时,重叠区的光强分布会出现稳定的强弱相间现象.这种现象叫做光的干涉,所以激光是相干光.而普通光源发出的光,其频率、振动方向、相位不一致,称为非相干光.
闪光时间可以极短.由于技术上的原因,普通光源的闪光时间不可能很短,照相用的闪光灯,闪光时间是千分之一秒左右.脉冲激光的闪光时间很短,可达到6飞秒（1飞秒=10-15秒）.闪光时间极短的光源在生产、科研和军事方面都有重要的用途.
（一）定向发光
普通光源是向四面八方发光.要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出.激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行.1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里.若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球.
（二）亮度极高
在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍.因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体.红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位）,颜色鲜红,激光光斑明显可见.若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉.激光亮度极高的主要原因是定向发光.大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高.
（三）颜色极纯
光的颜色由光的波长（或频率）决定.一定的波长对应一定的颜色.太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性.发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一.比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,只发射某一种颜色的光.单色光源的光波波长虽然单一,但仍有一定的分布范围.如氪灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氪灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色.由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好.
激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯.以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二.由此可见,激光器的单色性远远超过任何一种单色光源.
此外,激光还有其它特点：相干性好.激光的频率、振动方向、相位高度一致,使激光光波在空间重叠时,重叠区的光强分布会出现稳定的强弱相间现象.这种现象叫做光的干涉,所以激光是相干光.而普通光源发出的光,其频率、振动方向、相位不一致,称为非相干光.
闪光时间可以极短.由于技术上的原因,普通光源的闪光时间不可能很短,照相用的闪光灯,闪光时间是千分之一秒左右.脉冲激光的闪光时间很短,可达到6飞秒（1飞秒=10-15秒）.闪光时间极短的光源在生产、科研和军事方面都有重要的用途.