激光原理部分课后习题答案教学课件

1.3.2光和物质的作用豸练习(教材思考练习题1第一题):计算连续功率均为1W的两光源,分别发射A=05000um,=3000MHz意的光,每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少?部出>连续功率A21q1()=n2()A2hv0.5×106封答:粒子数分别为:M663×103x63×10-53×102.5138×101hy663×10-34×3×109=50277×1034第一幸上一页回首页下一页回末页回目录例题:(思考练习题1第二题)第平时,原子能级玩的数密度为n,下能级E的密度m,设g1=g2,求:当原毫2子跃迁时相应频率为v=301,+=3K时m为若千2若原子跃时发光长A镏21,nm=0.1时,温度T为多高?分别处于E和E能级上的原子数n和m必然满足下一关系与激光产生的条件光子的能量高能级E2的原子满足辐射跃迁定则时,才能发射一个能量为E=h=E2-E的光子,使它跃迁到低能级。反之亦然。答;:(1)(=。2则有:=。e=exp-63×101.38×10-3×300-1]≈1第一聿上一页回首页下一页回木页回目录例题:(思考练习题1第二题)第平时,原子能级玩的数密度为n,下能级E的密度m,设g1=g2,求:当原章子跃迁时相应频率为v=3001:,=3K时m为若干2若原子时发光长A镏21,nm=0.1时,温度T为多高?与激光产生的条件ey、663×10-34×3×1031、N110x0.1=7=6.26×105K第一聿上一页回首页下一页回木页回目录练习(思考一(4))(1)普通光源发射=0.60m波长时,如受激辐射与自发辐射光功率体密度之比求此时单色能量密度p,为若干?(2在He-Ne激光器中若3p=50×101Jsm2,为0.6328m,设=1,求一为若干光4要与激光产生的条件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第一幸上一页回首页下一页回末页回目录第练习(思考练习1第11题):静止筑原子的3522P4谱线的中心波长为06328μm,设氖原子分别以0.1c+0.5c的速度向着接收器运动,问接章收到的频率各为多少?+uc1c/113×10光答U/V09元-V0906328×10=5241×104Hz增同理可求:va1=4288×104H;宽v=8211×1014;w=2.737×1014Hz第一章上一页回首页下一页国末页回月录<<Cv(1+-)第练习1第12题章设氖原子静止时发出06328m红光的中心频率为絕474×1014Hz,室温下氖原子的平均速率设为560m/s理求此时接收器接收频率与中心频率相差若干光560激线答:(1+-)=10(1+,g)=(1+18667×10vo3×10宽△v=1.8667×106×4.74×10-14=8.848×103H第一章上一页回首页下一页国末页回月录练习:(思考练习1第13题)15激光形成(1)一质地均匀的材料对光的吸收为001mm-4、光通过10cm长的该材料后,出射光强为入射光强的百分之几?(x)=/(0)e0.011000.368的产条(2)一光束通过长度为1m的均匀激活的工作物质,如果出射光强是入射光强的两倍,试求该物质的增益系数(x)(x)=I(0e→1(G=2→Gn2=0693第一章上一页回首页下一页国末页回月录练习:(思考练习题2第1题)利用下列数据,估算红宝石的光增益系数n2-n1=5×1018cm3,1/)=2×101s1.51发=A≈3×103s,A=0.6943μm,,91=92°G(v)=△nB21hf(v)A187h3BG(v)=△n·A2hvf(v)sTuhr3增益系数△n·Af(v)87l(1)=5×1081(0.6943×10-4)213×108丌×1.52×10=0.lcm上一而回首页下一页回木页回月录练习:(思考练习题2第2题)He-Ne激光器中,Ne原子数密度no=n1+n2=012cm3,1/(y)=15×109s1,A=0.6328um,g1=3,92=5,4N1,发=As,又知E2、E1能级数密度之比为4,求此介质的增益系数G值n=n1+n2=102cm31=2×101AE2和E能级数密度之比比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上一而回首页下一页回木页回月录练习:(思考练习题2第5题)