激光原理部分課后習題答案教學課件

1.3.2光和物質(zhì)的作用豸練習(教材思考練習題1第一題):計算連續(xù)功率均為1W的兩光源,分別發(fā)射A=05000um,=3000MHz意的光,每秒從上能級躍遷到下能級的粒子數(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第一幸上一頁回首頁下一頁回末頁回目錄例題:(思考練習題1第二題)第平時,原子能級玩的數(shù)密度為n,下能級E的密度m,設(shè)g1=g2,求:當原毫2子躍遷時相應頻率為v=301,+=3K時m為若千2若原子躍時發(fā)光長A鎦21,nm=0.1時,溫度T為多高?分別處于E和E能級上的原子數(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E2的原子滿足輻射躍遷定則時,才能發(fā)射一個能量為E=h=E2-E的光子,使它躍遷到低能級。反之亦然。答;:(1)(=。2則有:=。e=exp-63×101.38×10-3×300-1]≈1第一聿上一頁回首頁下一頁回木頁回目錄例題:(思考練習題1第二題)第平時,原子能級玩的數(shù)密度為n,下能級E的密度m,設(shè)g1=g2,求:當原章子躍遷時相應頻率為v=3001:,=3K時m為若干2若原子時發(fā)光長A鎦21,nm=0.1時,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第一聿上一頁回首頁下一頁回木頁回目錄練習(思考一(4))(1)普通光源發(fā)射=0.60m波長時,如受激輻射與自發(fā)輻射光功率體密度之比求此時單色能量密度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第一幸上一頁回首頁下一頁回末頁回目錄第練習(思考練習1第11題):靜止筑原子的3522P4譜線的中心波長為06328μm,設(shè)氖原子分別以0.1c+0.5c的速度向著接收器運動,問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第一章上一頁回首頁下一頁國末頁回月錄<<Cv(1+-)第練習1第12題章設(shè)氖原子靜止時發(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第一章上一頁回首頁下一頁國末頁回月錄練習:(思考練習1第13題)15激光形成(1)一質(zhì)地均勻的材料對光的吸收為001mm-4、光通過10cm長的該材料后,出射光強為入射光強的百分之幾?(x)=/(0)e0.011000.368的產(chǎn)條(2)一光束通過長度為1m的均勻激活的工作物質(zhì),如果出射光強是入射光強的兩倍,試求該物質(zhì)的增益系數(shù)(x)(x)=I(0e→1(G=2→Gn2=0693第一章上一頁回首頁下一頁國末頁回月錄練習:(思考練習題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上一而回首頁下一頁回木頁回月錄練習:(思考練習題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上一而回首頁下一頁回木頁回月錄練習:(思考練習題2第5題)