Применение лазера в военном деле презентация. Лазер и его применение

Слайд 2

Слово ЛАЗЕР - это акроним, который расшифровывается, как Усиление Света путем Вынужденной Эмиссии Излучения ((L) light (A) amplification (S) stimulatedbythe (E) emissionof (R) radiation) и описывает способ генерации света. Все лазеры являются оптическими усилителями, которые работают путем накачивания (возбуждения) активной среды, помещенной между двумя зеркалами, одно из которых пропускает часть излучения. Активная среда - это совокупность специально подобранных атомов, молекул или ионов, которые могут быть в газообразном, жидком или твердом состоянии и которые при возбуждении путем нагнетающего действия будут генерировать лазерное излучение, т.е. испускать излучение в виде световых волн (называемых фотонами). Накачка жидкости и твердых тел достигается путем облучения их светом импульсной лампы, а газы накачиваются при помощи электрического разряда. Что такое лазер?

Слайд 3

Свойства лазерного света Световой луч коллимированный, что означает, что он перемещается в одном направлении с очень маленьким расхождением даже на очень большие расстояния Лазерный свет - монохромный, состоящий из одного цвета или узкого диапазона цветов. У обычного света очень широкий диапазон длин волн или цветов Лазерный свет - когерентный, что означает, что все световые волны перемещаются в фазе вместе как во времени, так и в пространстве Лазер - это устройство, которое создает и усиливает узкий, интенсивный луч когерентного света

Слайд 4

Сегодня лазеры широко применяются в медицине, производстве, строительной промышленности, геодезии, бытовой электронике, научной аппаратуре и военных системах. Сегодня используются буквально биллионы лазеров. Они являются составляющей таких привычных устройств, как сканеры штрих-кода, используемые в супермаркетах, сканеры, лазерные принтеры и проигрыватели компакт-дисков. Применение лазеров

Слайд 5

После изобретения Майманом в 1960 году рубинового лазера, было предложено множество его потенциальных применений. В области медицины возможности лазеров стали развиваться быстрее после 1964 года, когда был изобретен лазер на диоксиде углерода, который вскоре дал хирургам возможность выполнять очень сложные операции, используя фотоны вместо скальпеля, для проведения операций. Лазерный свет может проникать внутрь тела, выполняя операции, что несколько лет назад было почти невозможно выполнить, при минимальном риске или дискомфорте для пациента. Более короткие (зеленые) лазеры используются для "сварки" отслоившейся сетчатки, и используются для растяжения молекул белка для измерения их силы и т.д. Применение лазеров в медицине

Слайд 6

В 1964 году была предположена возможность применения рубинового лазера для лечения кариеса, что привлекло внимание всего мира. В 1967 году при попытке удалить кариес и подготовить полость при помощи рубинового лазера, но не смог избежать повреждения пульпы зуба, несмотря на хорошие результаты, полученные на извлеченных зубах. Позднее, подобные базовые исследования с лазером CO2 также столкнулись с этой проблемой. Чтобы минимизировать накопление тепла, вместо непрерывного излучения использовались импульсные лазеры. Дальнейшие исследования продемонстрировали, что лазер может давать небольшой местный анестезирующий эффект. Дальнейшие разработки привели к созданию лазера, который просверливает эмаль и дентин полностью. При этом лазер сохраняет больше здоровой ткани зуба. С сегодняшними лазерами практически нет нежелательного нагревания, нет шума и вибрации. Покидая стоматологическое кресло, большинство пациентов не ощущали боли, им не надо было дожидаться, пока пройдут действие анестетика и онемение, и не испытывали почти никакого послеоперационного дискомфорта. Лазеры точны и практически безболезненны и могут изменить Ваше мнение о посещении стоматолога. Они могут изменить все. Применение лазеров в стоматологии

Слайд 7

Лазеры - это значительный прорыв в стоматологии, как для десен и других мягких тканей, так и для самих зубов. В наши дни значительное количество лазерных технологий и методов лечения получили широкое применение. Сегодня лазеры используются в следующих областях стоматологии: Профилактика Пародонтология Эстетическая стоматология Эндодонтия Хирургия Имплантодонтия Протезирование Применение лазеров в стоматологии

Слайд 8

В настоящее время лазеры широко используются в деревообрабатывающей промышленности, причем за последние годы область их распространения значительно расширилась. Применение лазеров облегчает позиционирование заготовок (видеоролик), совмещение наружных рисунков двух заготовок, минимизацию образующихся отходов, монтаж сложных конструкционных элементов зданий и сооружений. Лазеры, применяемые в деревообработке, могут воспроизводить линию, пересечение линий (обозначать центр) или 2-х или 3-х мерное изображение (проекторы). Лазерные системы в деревообработке

Слайд 9

в качестве логических элементов для ввода и считывания из запоминающих устройств в вычислительных машинах лазерный принтер оптическая передача информации Лазеры в вычислительной технике

Слайд 10

Лазер также можно использовать для бесконтактных измерений геометрических размеров (зазор, длина, ширина, толщина, высота, глубина, диаметр). С помощью лазера также можно получать комплексные измерения: отклонение от вертикальности; величину плоскостности поверхности; точность профилей; Существует возможность получать производные величины, такие, как прогиб и выпуклость. Лазерные измерительные системы позволяют в автоматическом режиме контролировать параметры продукции и немедленно изменять параметры производственной линии, если происходит, какое либо отклонение. Продукт в этой области эксклюзивен, поскольку обладает следующими свойствами: Высокоточен Позволяет контролировать качество и характеристики геометрически сложных деталей Не повреждает и не разрушает поверхность продукт Работает в любых условиях на любых поверхностях Легко интегрируется в уже действующую производственную линию Лазеры в измерениях

Слайд 11

Классификация лазеров Лазеры класса IНе представляют опасности при непрерывном наблюдении или разработаны так, чтобы предотвратить попадание человека под лазерное излучение (например, лазерные принтеры) Видимые лазеры класса 2 (от 400 до 700 нм)Лазеры, излучающие видимый свет, который из-за естественной человеческой отрицательной реакции обычно не представляют опасности, но могут представлять, если смотреть прямо на лазерный свет в течение продолжительного времени. Класс 3aЛазеры, которые обычно не причиняют вред при кратковременном попадании в глаза, но могут представлять опасность при наблюдении с использованием собирающей оптики (волоконно-оптическая лупа или телескоп) Класс 3bЛазеры, которые представляют опасность для глаз и кожи при прямом попадании лазерного света. Лазеры класса 3b не генерируют опасное диффузное отражение, за исключением попадания с близкого расстояния Лазеры класса 4Лазеры, которые представляют опасность для глаз в результате прямого, зеркального и диффузионного отражений. Кроме того, такие лазеры могут быть пожароопасными и вызывать ожоги на коже.

Слайд 12

ЗАЩИТА ГЛАЗ - Все, кто находится в операционной, должны надевать специальные защитные очки. Свет, выходящий из лазера, может серьезно повредить роговицу и сетчатку незащищенных глаз. Очки должны иметь боковую защиту и надеваться поверх обычных очков. Лазерные защитные очки должны быть доступны и надеваться всем персоналом, находящимся внутри Номинальной опасной зоны лазеров класса 3 b и класса 4, где может произойти облучение свыше Максимально разрешенного. Коэффициент поглощения оптической плотности лазерных защитных очков для каждой длины волны лазера определяется LaserSafetyOfficer (LSO). На всех лазерных защитных очках четко отмечается оптическая плотность и длина волны, для защиты от которых предназначены очки. Лазерные защитные очки перед использованием должны проверяться на повреждения. ОТРАЖЕНИЕ - Лазерный свет легко отражается и нужно внимательно следить за тем, чтобы луч не направлялся на полированные поверхности. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ - Внутренние части лазера находятся под высоким напряжением и излучают невидимым лазерные лучи без всякой экранировки. Только специалисты, обученные электрической и лазерной безопасности, авторизированны проводить внутреннее обслуживание. Меры безопасности

Слайд 13

– вид оружия направленной энергии, основанный на использовании электромагнитного излучения высокоэнергетических лазеров. Поражающий эффект ЛО определяется в основном термомеханическим и ударно – импульсным воздействием лазерного луча на цель. В зависимости от плотности потока лазерного излучения эти воздействия могут привести к временному ослеплению человека или к разрушению корпуса ракеты, самолета и др. В последнем случае в результате теплового воздействия лазерного луча происходит расплавление или испарение оболочки поражаемого объекта. При достаточно большой плотности энергии в импульсном режиме наряду с тепловым осуществляется ударное воздействие, обусловленное возникновением плазмы. В настоящее время в США продолжаются работы по созданию авиационного комплекса лазерного оружия. Вначале предполагается отработать демонстрационный образец для транспортного самолета Боинг‑747 и после завершения предварительных исследований перейти в 2004г. к этапу полномасштабной разработки. По состоянию на середину 90‑х годов наиболее отработанным считалось тактическое лазерное оружие, обеспечивающее поражение оптико‑электронных средств и органов зрения человека. Лазерное оружие

Учитель физики высшей категории
Сарандаева Валентина Николаевна

Ла́зер (англ. laser , акроним от англ. light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света посредством вынужденного излучения)

Лазер (лаборатория NASA).

Лазер (красный, зеленый, синий).

Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Волоконный лазер - лазер, резонатор которого построен на базе оптического волокна, внутри которого полностью или частично генерируется излучение. Другие виды лазеров, развитие принципов которых на данный момент является приоритетной задачей исследований (рентгеновские лазеры, гамма-лазеры и др.).

Военно-морской лазер, прожигающий 600-метровый слой стали.

Боевой рентгеновский лазер на орбите.

Использование лазеров

Лазерное сопровождение музыкальных представлений (лазерное шоу)

считыватели штрих-кодов

лазерные указки

В промышленности лазеры используются для резки, сварки и пайки деталей из различных материалов.

Высокая температура излучения позволяет сваривать материалы, которые невозможно сварить обычными способами (к примеру, керамику и металл).

Резка металлов Лазеры используются для получения поверхностных покрытий материалов (лазерное легирование, лазерная наплавка, вакуумно-лазерное напыление) с целью повышения их износостойкости. Широкое применение получила также лазерная маркировка промышленных образцов и гравировка изделий из различных материалов

Лазерная промышленная маркировка: идентификация промышленной продукции

Гравировка на ювелирных изделиях

Полупроводниковый лазер, применяемый в узле генерации изображения принтера Hewlett-Packard Лазеры применяются в голографии для создания самих голограмм и получения голографического объёмного изображения. С использованием лазера удалось измерить расстояние до Луны с точностью до нескольких сантиметров.

Оптико – лазерный телескоп

Лазерная локация космических объектов уточнила значения ряда фундаментальных астрономических постоянных и способствовала уточнению параметров космической навигации, расширила представления о строении атмосферы и поверхности планет Солнечной системы Сверхкороткие импульсы лазерного излучения используются в лазерной химии для запуска и анализа химических реакций. Здесь лазерное излучение позволяет обеспечить точную локализацию, дозированность, абсолютную стерильность и высокую скорость ввода энергии в систему

Лазерная химия - раздел физической химии, изучающий химические процессы, которые возникают под действием лазерного излучения и в которых специфические свойства лазерного излучения

Лазеры используются и в военных целях, например, в качестве средств наведения и прицеливания.

Рассматриваются варианты создания на основе мощных лазеров боевых систем защиты воздушного, морского и наземного базирования

Револьвер , оснащённый лазерным целеуказателем

Противоракетный твердотельный лазер

В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний (катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения и др.). Широкое применение получили также в косметологии (лазерная эпиляция, лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг, удаление татуировок и пигментных пятен)

установка для удаления татуировок

В настоящее время бурно развивается так называемая лазерная связь .

Известно, что чем выше несущая частота канала связи, тем больше его пропускная способность. Поэтому радиосвязь стремится переходить на всё более короткие длины волн. Длина световой волны в среднем на шесть порядков меньше длины волны радиодиапазона, поэтому посредством лазерного излучения возможна передача гораздо большего объёма информации. Лазерная связь осуществляется как по открытым, так и по закрытым световодным структурам, например, по оптическому волокну. Свет за счёт явления полного внутреннего отражения может распространяться по нему на большие расстояния, практически не ослабевая

Восьмилучевой лазерный приемопередатчик для атмосферной оптической связи. Скорость передачи - до 1 Gbit/с на расстоянии около 2 км. Диск в центре - приемник, малые диски - передатчики, сверху - окно оптического монокуляра для выставления двух блоков по общему лучу зрения.

Для изучения взаимодействия лазерного излучения с веществом и получения управляемого термоядерного синтеза строят большие лазерные комплексы, мощность которых может превосходить 1 ПВт.

Вот так выглядят сами лазеры.

ЛАЗЕР (оптический квантовый генератор) – устройство,
генерирующее
когерентные
и
монохроматические
электромагнитные волны видимого диапазона за счет
вынужденного испускания или рассеивания света атомами
(ионами, молекулами) активной среды.
Слово «лазер» – аббревиатура слов английской фразы «Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation» – усиление
света вынужденным излучением. Рассмотрим эти понятия
подробнее.

Применение лазера
Уникальные свойства лазерного излучения сделали квантовые генераторы
незаменимым инструментом в самых разных областях науки и техники.
Например:
1.
2.
3.
4.
5.
Технические лазеры
Лазерная связь
Лазеры в медицине
Лазеры в научных исследованиях
Военные лазеры

Технические лазеры

Мощные лазеры непрерывного действия применяются для
резки, сварки и пайки деталей из различных материалов.
Высокая температура излучения позволяет сваривать
материалы, которые иными методами соединить нельзя
(например, металл с керамикой). Высокая монохроматичность
излучения позволяет сфокусировать луч в точку диаметром
порядка микрона.

Технические лазеры

Идеально прямой лазерный луч служит удобной «линейкой».
В геодезии и строительстве импульсные лазеры применяют
для измерения расстояний на местности, рассчитывая их по
времени движения светового импульса между двумя точками.
Точные измерения в промышленности производят при
помощи интерференции лазерных лучей, отраженных от
концевых поверхностей изделия.

Лазерная связь

Появление лазеров произвело переворот в технике связи и записи
информации. Существует простая закономерность: чем выше несущая
частота (меньше длина волны) канала связи, тем больше его
пропускная способность. Именно поэтому радиосвязь, вначале
освоившая диапазон длинных волн, постепенно переходила на все
более короткие длины волн. По лазерному лучу можно передать в
десятки тысяч раз больше информации, чем по высокочастотному
радиоканалу. Лазерная связь осуществляется по оптическому волокну
– тонким стеклянным нитям, свет в которых за счет полного
внутреннего отражения распространяется практически без потерь на
многие сотни километров. Лазерным лучом записывают и
воспроизводят изображение (в том числе движущееся) и звук на
компакт-дисках.

Лазеры в медицине

Лазерная техника широко применяется и в
хирургии, и в терапии. Лазерным лучом,
введенным
через
глазной
зрачок,
«приваривают» отслоившуюся сетчатку и
исправляют дефекты глазного
дна.
Хирургические операции, производимые
«лазерным
скальпелем»
меньше
травмируют живые ткани. А лазерное
излучение малой мощности ускоряет
заживление ран и оказывает воздействие,
аналогичное
иглоукалыванию,
практикуемому восточной медициной
(лазерная акупунктура).

Научные исследования

Чрезвычайно высокая температура излучения и высокая плотность его
энергии дает возможность исследовать вещество в экстремальном
состоянии, существующем только в недрах горячих звезд. Делаются
попытки осуществить термоядерную реакцию, сжимая ампулу со смесью
дейтерия с тритием системой лазерных лучей (т.н. инерционный
термоядерный синтез). В генной инженерии и нанотехнологии
(технологии, имеющей дело с объектами с характерными размерами 10–9
м) лазерными лучами разрезают, передвигают и соединяют фрагменты
генов, биологических молекул и детали размером порядка миллионной
доли миллиметра (10–9 м). Лазерные локаторы (лидары) применяются для
исследования атмосферы.

«Средства передачи информации» - Сначала П. Л. Шеллинг в России изобрёл электрический телеграф. И наконец, в 1895 году русский изобретатель А. С. Попов открыл эпоху радиосвязи. Средства передачи информации. Зрение. Костровая связь на Кавказе. Предыстория информатики. Очень богатым на открытия был XIX век. Развитие письменности породило первое средство дальней связи - почту.

«FTV» - I SEE IT FIRST ON FTV. Источник: контракты со спутниковыми станциями и EMS. Целевая аудитория. FTV - современный, информативный, развлекательный канал. Кол-во домохозяйств (мил.)?. 15 9. Восток 8 млн. Прямая реклама. WELCOME. Доход. 82. Спутник. Введение: причины. Источник: исследования 2003 EMS. 101 1,8.

«Изобретение телефона» - Первые сотовые телефоны. Телефон-автомат. Классический телефон. Первая телефонная линия. Кнопочный телефон. Лисицын Владимир. Современные сотовые телефоны. Александр Белл. Радиотелефон. Изобретение телефона.

«Кино FM» - Радиостанция Кино FM. Возраст. Позиционирование Кино FM. *Источник: «Всемирная индустрия развлечений и СМИ: прогноз на 2007?2011 годы», PricewaterhouseCoopers. Хронометраж – 40 секунд. Популярность кино-музыки. Радиостанция Кино FM: профиль аудитории. Москва, население старше 12 лет*. В рекламной кампании были задействованы следующие носители:

«Телефонная связь» - К началу XX века в России действовало 77 государственных и 11 частных телефонных станций. Какие отрасли входят в состав инфраструктурного комплекса? Телеграммы передаются, как правило, по проводам, с использование азбуки Морзе. Телефонная связь. С 1897 г. стали принимать почтовые, а затем и телеграфные денежные переводы.

«MTV Россия» - I. MTV Россия. Наши зрители. 2. Интерактивные возможности в Церемониях MTV Россия. Интерактив в музыкальной премии MTV Russia Music Awards. Виды интерактива в эфире MTV и VH1. Интерактивы на MTV и VH1: Программы с интерактивной составляющей. Церемонии MTV Россия: sms-голосование, sms-конкурсы. Интерактив в программах «Киночарт» & «Большой Киночарт».

Всего в теме 17 презентаций

Лазер. Применение лазера в науке и технологии

Урок в 11 классе

Цели урока

Образовательные: изучениеработы квантового генератора и практического применения.

Развивающие: ознакомление с применением квантовой теории в работе конкретного устройства

и многообразием областей применения.

Воспитательные: ознакомление с революционной ролью значительныхнаучных открытий и миротворческой деятельностью ученых.

Оснащение урока

1.Компъютер, видеопроектор

2.Лазер демонстрационный школьный

3.Учебно – методический комплекс «Физика – 11»

4.Плакат «Лазер»

Этапы урока

Словарь урока:

Аббревиатура ЛАЗЕР

Л - Light

А - Amplification by

З - Stimulated

Е - Emission of

Р – Radiation

Индуцированное излучение

Инверсная заселенность

Повторение

I. Постулаты Бора.

II. Поглощениеизлучения атомом.

III. Излучение света.

IV.Энергия кванта излучения Е = Е2 – Е1

Изложение темы урока

I.Индуцированное излучение.

Альберт Эйнштейн. 1916 г.

II.Инверсная заселенность энергетических уровней.

Советский физикФабрикантв 1940 г. обосновал возможность инверсной заселенности энергетических уровней в атомах, когда при свободных уровнях с меньшей энергией заселены (заполнены) все уровни с большей энергией.

III. Усиление света.

Открытие индуцированного излучения наряду с открытием инверсной заселенности энергетических уровней в атоместало основой нового принципа и типа излучения с усилением.

Индуцированное (вынужденное) излучение – усиление излучения, так каксветовая волна имеет частоту и фазупадающей волны.

В 1954 г. советские физики Басов Н. Г. и Прохоров А. М. и американский физик Таунс Ч. создали микроволновый генератор радиоволн с длиной волны λ = 1,27 см.

В 1963 г. Н.Г.Басову, А. М. Прохорову и Ч. Таунсу была присуждена Нобелевская премия.

В 1960 г.в С.Ш.А. был создан первый лазер –квантовый генератор электромагнитных волн в видимом диапозоне спектра.

Схема энергетическихуровнейрубинового лазера.

Работа рубинового лазера.

Рубиновый стержень с одним зеркальным и вторым полузеркальным торцами, лампа накачки, источник высокого напряжения.

Другие типы лазеров. Полупроводниковые, газовые лазеры

Свойства лазерного излучения

Демонстрация работы лазера и свойств излучения

Свойства лазерного излучения

1.Монохроматическое и когерентное излучение.

2.Малая расходимость луча.

3.Большая мощность излучения.