GIẢI BÀI TẬP VỀ TIA LAZE
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Định nghĩa laser:
Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng.
- Đặc điểm của tia laze.
+ Tính đơn sắc cao vì (có cùng năng lượng ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng)
+ Tính định hướng rất cao (bay theo cùng một phương)
+ Tính kết hợp cao (cung pha)
+ Cường độ của chumg sáng rất lớn(số phô tôn bay theo cùng một hướng rất lớn)
- Ứng dụng của tia laze:
+ Trong y học dùng làm dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi
+ Thông tin liên lạc (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh)
+ Trong công nghiệp dùng để khoan cắt, tôi chính xác
+ Trong trắc địa dùng để đo khoảng cách, tam giác đạc….
+ Laze còn dùng trong các đầu đọc đĩa Τ.
- Các công thức để giải bài tập về laze:
+ Tính khối lượng: m= V.D
+ Nhiệt lượng vùng chiếu nhân: Q=P.t với P là công suất phát của tia laze.
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Người ta dùng một loại laze CO2 có công suất P = 10W để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm cho nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Chùm laze có đường kính r = 0,1mm và di chuyển với vận tốc v = 0,5cm/s trên bề mặt của mô mềm. Nhiệt dung riêng của nước: c = 4,18KJ/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nước: L = 2260J/kg, nhiệt độ cơ thể là 37ºC. Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s là:
A. 2,892 mm2. B. 3,963mm3;
C. 4,01mm2; D. 2,55mm2.
Giải
- Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối lượng nước từ 37ºC đến điểm sôi:
Q1 = mC(100-37) = 0,26334J.
- Nhiệt lượng cần thiết để làm khối lượng nước chuyển từ lỏng sang khí:
Q2 = mL = 2,26 J.
- Nhiệt lượng nước cần bốc hơi là: Q = Q1 + Q2 = 2,52 J
- Khối lượng nước cần bốc hơi: m = V.D = 10-6 kg.
Suy ra thể tích là: V=m/D=3,963mm3
- Đáp án B.
Ví dụ 2: Người ta dùng một loại laze CO2 có công suất P = 10W để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm cho nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Chùm laze có đường kính r = 0,1mm và di chuyển với vận tốc v = 0,5cm/s trên bề mặt của mô mềm. Nhiệt dung riêng của nước: c = 4,18KJ/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nước: L = 2260J/kg, nhiệt độ cơ thể là 37ºC. Chiều sâu cực đại của vế cắt là:
A. 1mm; B. 2mm;
C. 3mm; D. 4mm.
Giải
- Nhiệt lượng vùng mô bị chiếu nhân từ tia laze trong 1s:
Q' = P.1 = 10J.
- Thể tích nước bốc hơi trong 1s:
V' = Q'/Q = 3,963 mm2.
- Chiều dài vết cắt trong 1s:
L' = v.1 = 5mm. Diện tích vết cắt trong 1s:
S = 2r.L = 1mm2.
- Chiều sâu cực đại vết cắt:
h = V'/S = 3,963 mm.
- Đáp án D.
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 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 = 30ºC. Khối lượng riêng của thép là: D = 7800kg/m3; nhiệt dung riêng của thép là: c = 4481J/kg.độ; Nhiệt nóng chảy của thép: L = 270KJ/Kg; điểm nóng chảy của thép là T = 1535ºC. Thời gian tối thiểu để khoan là:
A. 1,16s; B. 2,12s;
C. 2,15s; D. 2,275s.
Câu 2: 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 trời 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.
...
---(Nội dung đầy đủ và chi tiết của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề giải bài tập về tia Laze môn Vật Lý lớp 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .
Chúc các em học tập tốt !
