Bài tập tia Laze Bài Người ta dùng laze hoạt động chế độ liên tục để khoan thép Công suất chùm P = 10W Đường kính chùm sáng d = 1mm, bề dày thép e = 2mm Nhiệt độ ban đầu t = 300C Khối lượng riêng thép là: D = 7800kg/m3; nhiệt dung riêng thép là: c = 448J/kg.độ; Nhiệt nóng chảy thép: L = 270KJ/Kg; điểm nóng chảy thép T = 1535 0C Thời gian tối thiểu để khoan là: A 1,16s; B 2,12s; C 2,15s; D 2,275s Giải: Laze khoan cắt lỗ hình bên d Ta có pt cân nhiệt: P.t = mc(t2- t1) + m.L (1) π Thể tích thép cần nung chảy hình trụ: V= Khối lượng m = D.V =D e d2 π e π Thế (2) vào (1) : P.t =D d2 e (2) d e 7800.π π c ( t2 - t1) + D d e L −6 10 2.10 −3.[448.(1535 − 30) + 270000] Thế số: P.t = =39π.10-7x 944240 =11,56902804 => t = 11,569/10 =1,1569s Đáp án A Bài 2: Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng laze phát xung ánh sáng có bước sóng 0,52 µm, chiếu phía Mặt Trăng đo khoảng thời gian thời điểm xung phát thời điểm máy thu đặt Trái Đất nhận xung phản xạ.Thời gian kéo dài xung = ז 100ns Khoảng thời gian thời điểm phát nhận xung 2,667s = 8/3s Năng lượng xung ánh sáng Wo = 10 kJ a) Tính khoảng cách Trái Đất Mặt Trăng lúc đo b) Tính công suất chùm laze c) Tính số phôtôn chứa xung ánh sáng d) Tính độ dài xung ánh sáng Lấy c = 3.108 m/s; h = 6,625.10-34 J.s Hướng dẫn giải : a) Gọi L khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng; c = 3.108 m/s tốc độ ánh sáng; t thời gian để ánh sáng Trái Đất Mặt Trăng.Ta có: 2L = L= ct => ct 3.108.8 = = 4.108 m 2.3 = 400000 km P= W0 10kJ 10.10 = = = 1.1011W = 100000 MW −9 τ 100ns 100.10 b) Công suất chùm laze : c) Số phôtôn phát xung ánh sáng: N= W0 W0 λ 10.10 3.0,52.10 −6 = = = 2,62.10 22 hf hc 6,625.10 −34.3.10 (hạt) τ d) Gọi I độ dài xung ánh sáng, ta có: l = c =3.108.100.10-9= 30 m Bài 3: Người ta dùng loại laze có công suất P = 12 W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mổ làm nước phần mô chỗ bốc mô bị cắt Nhiệt dung riêng nước 4186 J/kg.độ Nhiệt hóa nước L = 2260 kJ/kg, nhiệt độ thể 37oC, khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Thể tích nước mà tia laze làm bốc 1s A 4,557 mm3 B 7,455 mm3 C 4,755 mm3 D 5,745 mm3 Giải: Gọi m khối lượng nước bốc ta có : P t = m(c∆t + L) => m = Pt c∆t + L 12.1 10 (4186.63 + 2260.10 ) Tao có : V = m D = Pt D (c∆t + L) Thế số :V = = 4,75488.10-9 m3 = 4,755 mm3 Chon C Trắc nghiệm: Câu Để đo khoảng cách từ trái đất dến Mặt Trăng người ta dùng loại laze phát xung ánh sáng có bước sóng 0,52µm, chiếu phía Mặt Trăng đo khoảng thời gian ngăn cách thời điểm xung phát thời điểm máy thu đặt Trái Đất nhận xung phản xạ thời gian kéo dài xung τ = 100ns Khoảng thời gian ngăn cách thời điểm phát nhận xung 2,667s lượng xung ánh sáng W0 = 10KJ Khoảng cách trái đất mặt trăng là: A 200.000 km B 400.000 km; C 500.000 km; D 300.000 km