+ Tia laze được dùng như dao mổ trong phẩu thuật mắt, để chữa một số bệnh ngoài da (nhờ tác dụng nhiệt),. + Tia laze dùng truyền thông thông tin bằng cáp quang, vô tuyến định vị, điều kh[r]
(1)CHUYÊN ĐỀ: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
VI Sơ lược laze.
Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng a Đặc điểm laze
+ Laze có tính đơn sắc cao
+ Tia laze chùm sáng kết hợp (các phơtơn chùm có tần số pha) + Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao)
+ Tia laze có cường độ lớn Ví dụ: laze rubi (hồng ngọc) có cường độ tới 106 W/cm2. b Một số ứng dụng laze
+ Tia laze dùng dao mổ phẩu thuật mắt, để chữa số bệnh da (nhờ tác dụng nhiệt), + Tia laze dùng truyền thông thông tin cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ, + Tia laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút bảng, đồ, thí nghiệm quang học trường phổ thơng, + Tia laze dùng đo đạc , ngắm đưởng thẳng
+ Ngoài tia laze cịn dùng để khoan, cắt, tơi, xác vật liệu công nghiệp B CÁC DẠNG BÀI TẬP
5.Bài tập 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 t1 = 300C.
Khối lượng riêng thép là: D = 7800kg/m3; nhiệt dung riêng thép là: c = 448J/kg.độ; Nhiệt nóng chảy
của thép: L = 270KJ/Kg; điểm nóng chảy thép T = 15350C 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.
Ta có pt cân nhiệt: P.t = mc(t2- t1) + m.L (1)
Thể tích thép cần nung chảy hình trụ: V=
2 . 4 d e
Khối lượng m = D.V =D. 2. 4 d
e
(2)
Thế (2) vào (1) : P.t =D.
2
. 4 d
e
c ( t2 - t1) + D. . 4 d e .L
Thế số: P.t = 7800 .10 2.10 [448.(1535 30) 270000]3
4
=39.10-7x 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 100 = זns
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 cơng suất chùm laze
c) Tính số phơtơn 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
về Trái Đất Mặt Trăng.Ta có: 2L = ct =>
8 3.10 8 4.10 2 2.3 ct
L m = 400000 km
b) Công suất chùm laze : W MW
ns kJ W
P 1.10 100000
10 100 10 10 100 10 11
0
c) Số phôtôn phát xung ánh sáng: 22
8 34
6
0
0 2,62.10
10 10 625 , 10 52 , 10 10 hc W hf W
N (hạt)
d) Gọi I độ dài xung ánh sáng, ta có: l = c. =3.108.100.10-9= 30 m
GV: Đòan Văn Lượng Email: doanvluong@gmail.com ; doanvluong@yahoo.com Trang 1
d
(2)Bài 3: Người ta dùng loại laze có cơng suất P = 12 W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mổ làm nước phần mô chỗ bốc mơ 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 là
A 4,557 mm3 B 7,455 mm3 C 4,755 mm3 D 5,745 mm3.
Giải: m khối lượng nước bốc ta có : P t = m(ct + L) => m = c tPt L
Tao có: V = D m
=
)
(c t L
D Pt
Thế số :V = 10 (4186.63 2260.10 )
12
3
3 = 4,75488.10-9 m3 = 4,755 mm3 Chon C