Исследование свойств лазерного излучения

Исследование свойств лазерного излучения

• Выполнила работу: Коростелева Алена ученица 11 класса МОБУ «СОШ №1 им. А.П.Гайдара»
• Руководитель: Жигальцова Т.В., учитель физики МОБУ «СОШ №1 им. А.П.Гайдара»

Цель работы: Знакомство с лазерной указкой и свойствами ее светового излучения.

• Задачи:
• Познакомится с принципами работы лазера
• Изучить устройство полупроводникового лазера – лазерной указки.
• Измерить длину волны света, излучаемого полупроводниковым лазером
• Определить расходимость лазерного луча
• Исследовать поляризацию лазерного луча.

Лазерный луч можно сфокусировать в крохотное пятнышко и получить плотность энергии, превышающую на сегодняшний день плотность энергии ядерного взрыва.

В 1963-м изобретателям лазера была присуждена Нобелевская премия. Лауреатами стали американец Чарльз Таунс и два российских физика - Николай Басов и Александр Прохоров.

• Н. Г. Басов

• А.М. Прохоров

Индуцированное излучение. Оно должно происходить, когда вблизи возбужденного атома пролетает фотон, энергия которого в точности равна энергии возбужденного атома. Тогда атом вынуждается этим фотоном к «преждевременному» переходу в нормальное состояние с испусканием фотона с такой же энергией.

При включении полупроводникового диода в пропускном направлении под действием внешнего электрического поля электроны и дырки двигаются через p-n –переход навстречу друг другу.

• ●
• _

• ●
• +

Внешний вид лазерной указки

Устройство лазерной указки. 1- фокусирующая линза, 2- фиксатор, 3- конденсорная линза, 4- лазерный диод, 5- кнопка, 6- батарейки, 7- задняя крышка.

Предупреждение! При работе с лазером ни в коем случае не направляйте его луч в свой глаз или глаз другого человека!

Исследование 1: Измерение длины световой волны. Оборудование: лазерная указка(1), дифракционная решетка с периодом (2), экран(3), линейка.

• Схема опыта для определения длины волны

Измерения: период дифракционной решетки d= 10-5 м, в=1,4 см=0,014 м, а=21 см= 0,21 м, κ=1. Результат: λ=667 нм

• Дифракционная картины, полученные с помощью дифракционных

• решеток с различными периодами.

Исследование 2: Определение угла расходимости светового пучка. Оборудование: лазерная указка, экран, миллиметровая бумага, линейка.

• Схема опыта для определения угла расходимости светового пучка

• В результате измерений мы получили d1= 0,5см= 0,005 м, d2= 0,7 см= 0,007 м, L= 1,7 м. Подставляя в
• формулу
• эти значения получим φ=4º12′.

Исследование 3: Поляризация световых лучей лазера Оборудование: лазерная указка, поляроид, экран.

• Вращая поляроид вокруг оси, совпадающей с лучом, наблюдаем за световым пятном на экране.

Выводы:

• - угол расхождения лазерного луча очень мал, его значение составляет 4º12′;
• - распределение мощности излучения в поперечном сечении луча неоднородно у полупроводникового лазера, особенно хорошо это видно при наблюдении излучения с установленным поляроидом;
• - наблюдалается дифракция лазерного излучения;
• - излучение лазера является монохроматичным, длина волны λ=667 нм.
• - излучение полупроводникового лазера поляризовано
• Полученные результаты показывают, что полупроводниковый лазер (лазерная указка) пригоден для использования в качестве источника когерентного излучения при проведении демонстрационных опытов по физике.