光谱激光X射线.pptx
《光谱激光X射线.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光谱激光X射线.pptx(51页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、激 光1.1.1.1.受激吸收、自发辐射、受激辐射受激吸收、自发辐射、受激辐射受激吸收、自发辐射、受激辐射受激吸收、自发辐射、受激辐射 如果原子因受满足频率条件的光的激励而跃迁到如果原子因受满足频率条件的光的激励而跃迁到较高能态,这种过程就称为较高能态,这种过程就称为受激吸收。受激吸收。受激吸收受激吸收 没有外界作用,原子自发地由高能态跃迁到低没有外界作用,原子自发地由高能态跃迁到低能态,并辐射一个光子,这种过程叫能态,并辐射一个光子,这种过程叫自发辐射自发辐射。自发辐射自发辐射各个原子自发辐射的光是非相干光各个原子自发辐射的光是非相干光自发辐射自发辐射自发辐射自发辐射 若原子受到一个满足频率
2、条件的外来光子的若原子受到一个满足频率条件的外来光子的激励,由高能态跃迁到低能态,则辐射出另一同激励,由高能态跃迁到低能态,则辐射出另一同频率的光子来,这种过程叫做频率的光子来,这种过程叫做受激辐射受激辐射。受激辐射受激辐射各个原子受激辐射的光是相干光各个原子受激辐射的光是相干光自发辐射自发辐射自发辐射自发辐射 在通常情况下,原子在各能级上的分布服从在通常情况下,原子在各能级上的分布服从玻尔兹曼分布定律,即在低能级上的原子数较多玻尔兹曼分布定律,即在低能级上的原子数较多,光通过物质时,受激吸收占优势。光通过物质时,受激吸收占优势。激光就是由受激辐射产生的被放大了的相干光。激光就是由受激辐射产生
3、的被放大了的相干光。激光的英文名为激光的英文名为“light amplification by stimulated emission of radiation”第一个字母的缩写。第一个字母的缩写。在通常状态下,三种跃迁同时存在,受激吸收在通常状态下,三种跃迁同时存在,受激吸收使光子数减少,受激辐射使光子数增加。哪种跃使光子数减少,受激辐射使光子数增加。哪种跃迁占优势取决于高低能级的原子数。迁占优势取决于高低能级的原子数。(1 1)粒子数反转)粒子数反转 要使受激辐射占要使受激辐射占优势,必须使处在高优势,必须使处在高能级的原子数多于低能级的原子数多于低能级的原子数,这种能级的原子数,这种分布
4、与正常分布相反,分布与正常分布相反,称为称为粒子数布居反转粒子数布居反转分布分布。粒子数反转粒子数反转 存在粒子数反存在粒子数反转分布的物质称为转分布的物质称为激活介质。激活介质。2.2.产生激光的基本条件产生激光的基本条件 在激活介质的在激活介质的两端安置两块反射两端安置两块反射镜面,一个是全反镜面,一个是全反射镜,一个是部分射镜,一个是部分反射镜,这对反射反射镜,这对反射镜面及其间的空间镜面及其间的空间称为称为光学谐振腔。光学谐振腔。(2 2)光学谐振腔)光学谐振腔 要得到方向性和单色性很好的激光,还必须采要得到方向性和单色性很好的激光,还必须采用用光学谐振腔。光学谐振腔。光学谐振腔光学谐
5、振腔产生激光的基本条件产生激光的基本条件产生激光的基本条件产生激光的基本条件 最初的受激辐射源于自发辐射,只有与反射最初的受激辐射源于自发辐射,只有与反射镜轴向平行的一定波长的光能在激活介质内来回镜轴向平行的一定波长的光能在激活介质内来回反射,雪崩式地放大,在一定条件下形成稳定的反射,雪崩式地放大,在一定条件下形成稳定的强光光束,从部分反射镜面输出,得到激光。强光光束,从部分反射镜面输出,得到激光。光学谐振腔对光的方向选择性光学谐振腔对光的方向选择性产生激光的基本条件产生激光的基本条件产生激光的基本条件产生激光的基本条件(3)阈值条件)阈值条件 在谐振腔内,除了有光的增益,还存在在谐振腔内,除
6、了有光的增益,还存在工作物质对光的吸收、散射以及反射镜的吸工作物质对光的吸收、散射以及反射镜的吸收和透射等造成的各种损耗,只有当光在谐收和透射等造成的各种损耗,只有当光在谐振腔内来回一次所得的增益大于损耗时,才振腔内来回一次所得的增益大于损耗时,才能形成激光。增益大于损耗的条件称为阈值能形成激光。增益大于损耗的条件称为阈值条件。条件。产生激光的基本条件产生激光的基本条件产生激光的基本条件产生激光的基本条件3.3.3.3.激光器的组成和常见激光器激光器的组成和常见激光器激光器的组成和常见激光器激光器的组成和常见激光器常用激光器由三部分组成:常用激光器由三部分组成:工作物质工作物质 激励能源激励能
7、源 光学谐振腔光学谐振腔激光激光工作物质工作物质激励能源激励能源谐振腔谐振腔激光器结构示意图激光器结构示意图按输出方式分:按输出方式分:脉冲输出脉冲输出连续输出连续输出半导体激光器半导体激光器按工作物质分按工作物质分:气体激光器气体激光器固体激光器固体激光器液体激光器液体激光器自由电子激光器自由电子激光器激光器的分类激光器的分类激光器的组成和常见激光器激光器的组成和常见激光器激光器的组成和常见激光器激光器的组成和常见激光器4.4.4.4.激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用(1 1)方向性好)方向性好 激光束的发散角很小,激光束的发散角很小,一般为一般为 激
8、光定位、导向、激光定位、导向、测距等就利用了方向测距等就利用了方向性好的特点。性好的特点。(2 2)单色性好)单色性好 在普通光源中,单色性最好的是作为长度基准在普通光源中,单色性最好的是作为长度基准器的氪灯(器的氪灯(K K1 18686),它的谱线宽度为它的谱线宽度为4.7104.710-3-3纳米纳米;而激光谱线宽为而激光谱线宽为 纳米,为氪灯谱线宽度的纳米,为氪灯谱线宽度的5 5万分万分之一。采用稳频等技术还可以进一步提高激光的单之一。采用稳频等技术还可以进一步提高激光的单色性。色性。计量工作的标准光源、激光通讯等利用了计量工作的标准光源、激光通讯等利用了单色性好的特点。单色性好的特点
9、。激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用(3)(3)亮度高亮度高 亮度是光源在单位面积上,向某一方向的单亮度是光源在单位面积上,向某一方向的单位立体角内发射的功率。位立体角内发射的功率。激光的功率密度特别大,因而其亮度也特别激光的功率密度特别大,因而其亮度也特别大。大。激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用 激光能量在时间和空间上高度集中,能在极激光能量在时间和空间上高度集中,能在极小区域产生几百万度的高温。小区域产生几百万度的高温。激光加工、激光手术、激光武器等就利用激光加工、激光手术、激光武器等就利用了高亮度的特点。了高亮
10、度的特点。(4)(4)相干性好相干性好 激光具有很好的相干性。激光具有很好的相干性。普通光源的相干长度约为普通光源的相干长度约为1 1毫米至几十厘米,毫米至几十厘米,激光可达几十公里。激光可达几十公里。全息照相、全息全息照相、全息存储等就利用了相干存储等就利用了相干性好的特点。性好的特点。全息照相全息照相激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用激光的特性及其应用X 射 线 图为图为“钱德拉钱德拉”拍摄到的月球明亮区域由拍摄到的月球明亮区域由氧、镁、铝和硅原子发出的氧、镁、铝和硅原子发出的X射线照片。射线照片。X射线的发现 1895年德国物理学家伦琴(W.C.Rontgen)在用放
11、电管研究阴极射线时,发现在离放电管 数米远放置的铂氰化钡发出了荧光。进一步实 验证实,这是由于放电管管壁受到高速电子撞 击时,放出的一种人眼看不到的射线引起的,后来这种看不见的射线被称为X射线。(实验 还拍到了伦琴夫人手掌的X光照片)第一张X光照片 一、X射线的发生装置 主要组成部分:1、X射线管 2、低压电源 供阴极发射电子 3、高压直流电源 供给阴、阳两极之间所需的直流高压第一节 X射线的产生极其性质 X射线是高速电子流在运动中突然受到物体阻止而产生的。X射线的产生必须满足两个条件:1、必须有高速度的电子流。2、必须有阻止电子运动的障碍物,将电子的动能转化为X射线的能量。X射线管是X射线发
12、生装置的核心。现代X射线管都是热阴极式的。这种X射线管的外壳用硬质玻璃制成,管内封装有阴极阴极和阳极阳极,内部抽成高度真空。阳极由高熔点的钨丝制成,通电加热时可以发射电子,故称阴极。而阳极常有一小块钨板嵌在铜柱体的斜面上做成。阴极与阳极之间加有几万伏至几十万伏的直流高压电源称为管电压。X射线工作时通过两极之间的电流称为管电流。阴极通电加热之后,从阴极发射出来的电子,在强电场力的作用下,高速飞向阳极,轰击阳极靶时突然受阻,急剧减速,部分电子动能转化为X光子的能量向外辐射,就产生了X射线。二、X射线的基本性质 X射线是波长在1010-3 nm 范围的电磁波。它具有一切电磁波的特性:反射、折射、干涉
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光谱 激光 射线
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【丰****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【丰****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。