激光原理部分課后習(xí)題答案教學(xué)課件

1.3.2光和物質(zhì)的作用豸練習(xí)(教材思考練習(xí)題1第一題):計(jì)算連續(xù)功率均為1W的兩光源,分別發(fā)射A=05000um,=3000MHz意的光,每秒從上能級(jí)躍遷到下能級(jí)的粒子數(shù)各為多少?部出>連續(xù)功率A21q1()=n2()A2hv0.5×106封答:粒子數(shù)分別為:M663×103x63×10-53×102.5138×101hy663×10-34×3×109=50277×1034第一幸上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)回末頁(yè)回目錄例題:(思考練習(xí)題1第二題)第平時(shí),原子能級(jí)玩的數(shù)密度為n,下能級(jí)E的密度m,設(shè)g1=g2,求:當(dāng)原毫2子躍遷時(shí)相應(yīng)頻率為v=301,+=3K時(shí)m為若千2若原子躍時(shí)發(fā)光長(zhǎng)A鎦21,nm=0.1時(shí),溫度T為多高?分別處于E和E能級(jí)上的原子數(shù)n和m必然滿足下一關(guān)系與激光產(chǎn)生的條件光子的能量高能級(jí)E2的原子滿足輻射躍遷定則時(shí),才能發(fā)射一個(gè)能量為E=h=E2-E的光子,使它躍遷到低能級(jí)。反之亦然。答;:(1)(=。2則有:=。e=exp-63×101.38×10-3×300-1]≈1第一聿上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)回木頁(yè)回目錄例題:(思考練習(xí)題1第二題)第平時(shí),原子能級(jí)玩的數(shù)密度為n,下能級(jí)E的密度m,設(shè)g1=g2,求:當(dāng)原章子躍遷時(shí)相應(yīng)頻率為v=3001:,=3K時(shí)m為若干2若原子時(shí)發(fā)光長(zhǎng)A鎦21,nm=0.1時(shí),溫度T為多高?與激光產(chǎn)生的條件ey、663×10-34×3×1031、N110x0.1=7=6.26×105K第一聿上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)回木頁(yè)回目錄練習(xí)(思考一(4))(1)普通光源發(fā)射=0.60m波長(zhǎng)時(shí),如受激輻射與自發(fā)輻射光功率體密度之比求此時(shí)單色能量密度p,為若干?(2在He-Ne激光器中若3p=50×101Jsm2,為0.6328m,設(shè)=1,求一為若干光4要與激光產(chǎn)生的條件9()8mga(t)射(06×109221p-8m20008×6.63×10→p,=3857×10-5/m28TN8≈(06328×10°)38×663×10×5×10-=7.6×10°4第一幸上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)回末頁(yè)回目錄第練習(xí)(思考練習(xí)1第11題):靜止筑原子的3522P4譜線的中心波長(zhǎng)為06328μm,設(shè)氖原子分別以0.1c+0.5c的速度向著接收器運(yùn)動(dòng),問(wèn)接章收到的頻率各為多少?+uc1c/113×10光答U/V09元-V0906328×10=5241×104Hz增同理可求:va1=4288×104H;寬v=8211×1014;w=2.737×1014Hz第一章上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)國(guó)末頁(yè)回月錄<<Cv(1+-)第練習(xí)1第12題章設(shè)氖原子靜止時(shí)發(fā)出06328m紅光的中心頻率為絕474×1014Hz,室溫下氖原子的平均速率設(shè)為560m/s理求此時(shí)接收器接收頻率與中心頻率相差若干光560激線答:(1+-)=10(1+,g)=(1+18667×10vo3×10寬△v=1.8667×106×4.74×10-14=8.848×103H第一章上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)國(guó)末頁(yè)回月錄練習(xí):(思考練習(xí)1第13題)15激光形成(1)一質(zhì)地均勻的材料對(duì)光的吸收為001mm-4、光通過(guò)10cm長(zhǎng)的該材料后,出射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的百分之幾?(x)=/(0)e0.011000.368的產(chǎn)條(2)一光束通過(guò)長(zhǎng)度為1m的均勻激活的工作物質(zhì),如果出射光強(qiáng)是入射光強(qiáng)的兩倍,試求該物質(zhì)的增益系數(shù)(x)(x)=I(0e→1(G=2→Gn2=0693第一章上一頁(yè)回首頁(yè)下一頁(yè)國(guó)末頁(yè)回月錄練習(xí):(思考練習(xí)題2第1題)利用下列數(shù)據(jù),估算紅寶石的光增益系數(shù)n2-n1=5×1018cm3,1/)=2×101s1.51發(fā)=A≈3×103s,A=0.6943μm,,91=92°G(v)=△nB21hf(v)A187h3BG(v)=△n·A2hvf(v)sTuhr3增益系數(shù)△n·Af(v)87l(1)=5×1081(0.6943×10-4)213×108丌×1.52×10=0.lcm上一而回首頁(yè)下一頁(yè)回木頁(yè)回月錄練習(xí):(思考練習(xí)題2第2題)He-Ne激光器中,Ne原子數(shù)密度no=n1+n2=012cm3,1/(y)=15×109s1,A=0.6328um,g1=3,92=5,4N1,發(fā)=As,又知E2、E1能級(jí)數(shù)密度之比為4,求此介質(zhì)的增益系數(shù)G值n=n1+n2=102cm31=2×101AE2和E能級(jí)數(shù)密度之比比1n2=810,→Mn=n2-82m1+10uhv8rhv3→B、A教材式(1-39)8m1(1-40)裂|(co)=△Mnm/(m)=△2E2my=141o100632380y218丌丌1.5×10=0.72cm上一而回首頁(yè)下一頁(yè)回木頁(yè)回月錄練習(xí):(思考練習(xí)題2第5題)