Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép.. Thời gian tối thiểu để khoan là: A.. Giải: Laze sẽ khoan cắt lỗ như hình bên.. Năng lượng của mỗi xung ánh s
Trang 1e
Bài tập về tia Laze
Bài 1 Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm
thép Công suất chùm là P = 10W Đường kính của chùm sáng là d = 1mm, bề dày tấm thép là e = 2mm Nhiệt độ ban đầu là t1 = 300C Khối lượng riêng của thép là:
D = 7800kg/m3; nhiệt dung riêng của thép là: c = 448J/kg.độ; Nhiệt nóng chảy của thép: L = 270KJ/Kg; điểm nóng chảy của thép là T = 15350C Thời gian tối thiểu
để khoan là:
A 1,16s; B 2,12s; C 2,15s; D 2,275s
Giải: Laze sẽ khoan cắt lỗ như hình bên
Ta có pt cân bằng nhiệt: P.t = mc(t2- t1) + m.L (1)
Thể tích thép cần nung chảy hình trụ: V=
2
4
d e
π
Khối lượng m = D.V =D
2
4
d e
π
(2) Thế (2) vào (1) : P.t =D
2
4
d e
π
c ( t2 - t1) + D
2
4
d e
π
.L Thế số: P.t =
6 3
10
7800 2.10 [448.(1535 30) 270000]
4
=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 một laze
phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52 µm, chiếu về phía Mặt Trăng và
đo khoảng thời gian giữa thời điểm xung được phát ra và thời điểm một máy thu đặt ở Trái Đất nhận được xung phản xạ.Thời gian kéo dài của một xung là ז=
100ns
Khoảng thời gian giữa thời điểm phát và nhận xung là 2,667s = 8/3s. Năng lượng của mỗi xung ánh sáng là Wo = 10 kJ
a) Tính khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng lúc đo
b) Tính công suất của chùm laze
c) Tính số phôtôn chứa trong mỗi xung ánh sáng
d) Tính độ dài của mỗi xung ánh sáng Lấy c = 3.108 m/s; h = 6,625.10-34 J.s
Hướng dẫn giải :
Trang 2a) Gọi L là khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng; c = 3.108 m/s là tốc độ ánh sáng; t là thời gian để ánh sáng đi về giữa Trái Đất và Mặt Trăng.Ta có: 2L =
ct =>
8
8
3.10 8
4.10
2 2.3
ct
= 400000 km
b) Công suất của chùm laze :
MW W
ns
kJ W
10 100
10 10 100
9
3
τ c) Số phôtôn được phát ra trong mỗi xung ánh sáng:
22 8
34
6 3
0
10 3 10 625 , 6
10 52 , 0 10
=
=
hc
W hf
W
(hạt) d) Gọi I là độ dài của một xung ánh sáng, ta có: l = c.τ =3.108.100.10-9= 30 m
Bài 3: Người ta dùng một loại laze có công suất P = 12 W để làm dao mổ Tia
laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/kg.độ Nhiệt hóa hơi của nước là L = 2260 kJ/kg, nhiệt độ cơ thể là 37oC, khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3 Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s là
A 4,557 mm3 B 7,455 mm3 C 4,755 mm3 D 5,745 mm3
Giải: Gọi m là khối lượng nước đã bốc hơi ta có :
P t = m(c∆t + L) => m = c t L
Pt
+
∆ Tao có : V = D
m
= D(c t L)
Pt
+
∆
Thế số :V = 10 (4186.63 2260.10 )
1 12
3
= 4,75488.10 -9 m 3 = 4,755 mm 3 Chon C
Trắc nghiệm:
Câu 1 Để đo khoảng cách từ trái đất dến Mặt Trăng người ta dùng một loại laze
phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52µm, chiếu về phía Mặt Trăng và đo khoảng thời gian ngăn cách giữa thời điểm xung được phát ra và thời điểm một máy thu đặt ở Trái Đất nhận được xung phản xạ thời gian kéo dài của một xung là
τ = 100ns Khoảng thời gian ngăn cách giữa thời điểm phát và nhận xung là 2,667s năng lượng của mỗi xung ánh sáng là W0 = 10KJ Khoảng cách giữa trái đất và mặt trăng là:
A 200.000 km B 400.000 km; C 500.000 km; D 300.000 km