1、 激光简介 #
激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,通过受激辐射光扩大)首字母缩写laser,它是由于原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出,这个释放的光子束就是激光。用简单语言描述,可以想象成咱们使用玩具枪将橡皮子弹射向高空,子弹吸收玩具枪内发射装置的动能后,升高到最高点,然后落下,和子弹不同的是,原子从高能级回落到低能级的时候,释放能量会以光子的形式发出,这个光子束就是激光。
爱因斯坦1916年提出激光理论,四十多年后,能够产生激光的设备才被发明出来,因为激起原子能量跃迁的行为比较难得,激光也和核能、计算机、半导体等高科技一起被称为20世纪最伟大的发明,激光的优点一个是发散性小,光束集中;二是亮度高,能量大。因此被用作切割高强度金属,焊接金属,医疗等。Laser的中文名是咱们著名的物理学家钱学森取的。
摩斯密码,是一种时通时断的信号代码,通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。它发明于1837年,是一种早期的数字化通信形式。见下图。
S.O.S是国际摩尔斯电码救难信号,它的电码“ …—…”(三个圆点,三个破折号,然后再加三个圆点)在电报中是发报方最容易发出,接报方最容易辨识的电码。光线发射方法为:短光——长光——短光。
本课的激光传感器有三个针脚s针脚用于连接控制板,控制激光发射或者不发射,另外两个针脚连接控制板5V和gnd。
2、 互动思考:激光的应用 #
激光的常见应用有:
光纤通信:光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高,特别是在远距离、大容量传输场合,光纤的优势更为明显。
军事科技:激光在科技、军事上的应用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器(远程击毁导弹)等等。
工业生产:激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作用,同时也能够更好的节约成本。
医疗卫生:在医学、生活中激光的应用也非常广泛。如激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗,其中激光治疗又分为:激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。
炫酷流行:生活讲究炫酷,镭射就是个很好的激光应用例子,他可以把影像在空中投影,就是我们常说的空气投影,手表上就可以没有表面,中间悬空显示时间。
日常生活:随着科技的发展,激光也走入了人们的日常生活。便有了激光灭蚊的产品推出,利用激光消灭蚊子。激光器每秒可击毙50只到100只蚊子。除了速度快之外,该激光器还很精准,还能区别蝴蝶和蚊子,也能分辨雌蚊子和雄蚊子之类。
3、 所需元件清单
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Arduino Uno主板
USB数据线
激光传感器模块
面包板
9V电池
杜邦导线
4、 动手实验 #
将继电器接入Arduino Uno控制器电路板上,给in一个高电平,观察聆听继电器有何变化
A实验接线图
B实验程序图
实验2:尝试用激光传感器发射摩尔斯码s.o.s(函数和注释的使用)
5、 拓展训练 #
用激光传感器发射自己姓名拼音首字母(要求使用函数)