+ 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]
Trang 1CHUYÊN ĐỀ: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
VI Sơ lược về laze.
Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng
a Đặc điểm của laze
+ Laze có tính đơn sắc rất cao
+ Tia laze là chùm sáng kết hợp (các phôtôn trong chùm có cùng tần số và cùng pha)
+ Tia laze là 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 của laze
+ 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 khiển con tàu vũ trụ,
+ Tia laze dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng, bản đồ, thí nghiệm quang học ở trường phổ thông,
+ Tia laze được dùng trong đo đạc , ngắm đưởng thẳng
+ Ngoài ra tia laze còn được dùng để khoan, cắt, tôi, chính xác các vật liệu trong công nghiệp
B CÁC DẠNG BÀI TẬP
5.Bài tập về 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:
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
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.
2
4
d e
L Thế số: P.t = 10 6 3
7800 2.10 [448.(1535 30) 270000]
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 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 100 = זns
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 :
a) 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
L m = 400000 km
ns
kJ W
10 100
10 10 100
9
3
8 34
6 3
0
10 3 10 625 , 6
10 52 , 0 10 10
hc
W hf
W
d) Gọi I là độ dài của một 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
e
Trang 2Bài 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: m là khối lượng nước bốc hơi ta có : P t = m(c t + L) => m = c t Pt L
Tao có: V =
D
m
=
)
D
Pt
Thế số :V = 103(4186.6312.12260.103) = 4,75488.10-9 m3 = 4,755 mm3 Chon C
GV: Đòan Văn Lượng Email: doanvluong@gmail.com ; doanvluong@yahoo.com Trang 2