Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 34

Vật lý 12 - Sơ lược về laze

VnDoc xin giới thiệu tới thầy cô và các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 34, nội dung tài liệu kèm theo lời giải chi tiết sẽ giúp các bạn học sinh đạt kết quả cao hơn trong học tập. Mời thầy cô và các bạn học sinh cùng tham khảo.

Bài tập SBT Vật lý 12 bài 34

Bài 34.1, 34.2, 34.3, 34.3, 34.5 trang 98 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

34.1. Tia laze không có đặc điểm nào dưới đây?

A. Độ đơn sắc cao.

B. Độ định hướng cao.

C. Cường độ lớn.

D. Công suất lớn.

34.2. Trong laze rubi có sự biến đổi của dạng năng lượng nào dưới đây thành quang năng?

A. Điện năng.

B. Cơ năng.

C. Nhiệt năng.

D. Quang năng.

34.3. Hãy chọn phát biểu đúng.

Hiệu suất của một laze

A. nhỏ hơn 1.

B. bằng 1.

C. lớn hơn 1.

D. rất lớn so với l.

34.4. Sự phát xạ cảm ứng là gì?

A. Đó là sự phát ra phôtôn bởi một nguyên tử.

B. Đó là sự phát xạ của một nguyên tử ở trạng thái kích thích dưới tác dụng của một điện từ trường có cùng tần số.

C. Đó là sự phát xạ đồng thời của hai nguyên tử có tương tác lẫn nhau.

D. Đó là sự phát xạ của một nguyên tử ở trạng thái kích thích, nếu hấp thụ thêm một phôtôn có cùng tần số.

34.5. Khi một phôtôn bay đến gặp một nguyên tử thì có thể gây ra những hiện tượng nào dưới đây?

A. Không có tương tác gì.

B. Hiện tượng phát xạ tự phát của nguyên tử.

C. Hiện tượng phát xạ cảm ứng, nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích và phôtôn có tần số phù hợp.

D. Hiện tượng hấp thụ ánh sáng, nếu nguyên tử ở trạng thái cơ bản và phôtôn có tần số phù hợp.

Đáp án:

34.1 D

34.2 D

34.3 A

34.4 D

34.5 B

Bài 34.6, 34.7, 34.8 trang 99 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

34.6. Một nguyên tử hiđrô đang ở mức kích thích N (H.34.1). Một phôtôn có năng lượng £ bay qua. Phôtôn nào dưới đây sẽ không gây ra sự phát xạ cảm ứng của nguyên tử?

A. ε=E_N−E_M

B. ε=E_N−E_L

C. ε=E_N−E_K

D. ε=E_L−E_K

34.7. Một phôtôn có năng lượng 1,79 eV bay qua hai nguyên tử có mức kích thích 1,79 eV, nằm trên cùng phương của phôtôn tới. Các nguyên tử này có thể ở trạng thái cơ bản hoặc trạng thái kích thích. Gọi X là số phôtôn có thể thu được sau đó, theo phương của phôtôn tới. Hãy chỉ ra đáp số sai.

A. x = 0

B. x = 1

C. x = 2.

D. x = 3.

34.8. Màu đỏ của rubi do ion nào phát ra?

A. Ion nhôm.

B. Ion ôxi.

C. Ion crôm.

D. Các ion khác.

Đáp án:

34.6 D

34.7 A

34.8 C

Bài 34.9 trang 99 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

34.9. Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất của chùm laze là P = 10 W. Đường kính của chùm sáng là d = 1 mm. Bề dày của tấm thép là e = 2 mm. Nhiệt độ ban đầu là t₀ = 30°c.

a) Tính thời gian khoan thép.

b) Tại sao nói kết quả tính được ở trên chỉ là gần đúng?

Khối lượng riêng của thép: ρ =7 800 kg/m³

Nhiệt dung riêng của thép: C = 448 J/kg.độ

Nhiệt nóng chảy riêng của thép: λ = 270 kJ/kg.

Điểm nóng chảy của thép: T_c = 1 535°c.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Thể tích thép cần nấu chảy:

V=πd²e/4=π.10⁻⁶.2.10^−3/4=1,57.10⁻⁹

Khối lượng thép cần nấu chảy:

m = Vp = 1,57.10^-9.7 800 = 122.46.10^-7 kg.

Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép lên điểm nóng chảy:

Q₁ = mc(T_c - t₀) = 122,46.10^-7.448(1535 - 30);Q₁= 8,257 J

Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối thép từ thể rắn sang thể lỏng ở điểm nóng chảy.

Q₂ = mλ = 122,46.10^-7.270.10³ = 3,306 J

Nhiệt lượng cần để nấu chảy thép: Q = Q₁ + Q₂ =8,257+ 3,306 = 11,563 J

Thời gian khoan thép:

t=Q/P=1,1563/10=1,1563s=1,16s

b) Thực ra, ta còn phải tốn rất nhiều nhiệt lượng để làm nóng một phần tấm thép xung quanh lỗ khoan và nhiệt lượng làm nóng môi trường xung quanh. Do đó số liệu ở trên chỉ là gần đúng.

Bài 34.10 trang 99 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

34.10. Người ta dùng một laze CO₂ có công suất P =10 W để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ nào sẽ làm cho nước của phần mô ở chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Chùm tia laze có bán kính r = 0,1 mm và di chuyển với tốc độ v = 0,5 cm/s trên bề mặt của một mô mềm.

a) Tính nhiệt lượng cần thiết để làm bốc hơi 1 mm³ nước ở 37°C.
b) Tính thể tích nước mà tia laze có thể làm bốc hơi trong 1 s.

c) Ước tính chiều sâu cực đại của vết cắt.

Nhiệt dung riêng của nước: C = 4,18 kJ/(kg.K).

Nhiệt hoá hơi riêng của nước: L = 2 260 kJ/kg.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Khối lượng nước cần làm cho bốc hơi:

m = Vp= 1.10^-6 kg với V = 1 mm³ = 1.10^-9 m³ và ρ= 1000 kg/m³.

Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối nước từ 37°C đến điểm sôi.

Q₁= mC(100 - 37) = 1.10^-6.4 180.63 = 0,26334 J

Nhiệt lượng cần thiết để làm khối nước chuyển từ thể lổng sang thể khí ở điểm sôi:

Q₂ = mL= 1.10^-6.2 260.10³ = 2,26 J

Nhiệt lượng cần thiết để làm bốc hơi 1 mm3 nước ở 37°C:

Q = Q₁ + Q₂ = 0,26334 + 2,26 = 2,52334 J = 2,52 J

b) Nhiệt lượng mà vùng mô bị chiếu nhận được từ tia laze trong 1 s:

Q’ = ℘.1 = 10J

Thể tích nước bị bốc hơi trong 1s:

V′=Q′/Q=10/2,52334=3,963mm³

c) Chiều dài của vết cắt trong 1s:

l=v.1=0,5cm=5mm

Diện tích của vết cắt trong 1s

S=2rl=2.0,15=1mm²

Chiều sâu cực đại của vết cắt:

h=V′/S=3,963/1=3,963mm≈4mm

Bài 34.11 trang 99 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

34.11. 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 T = 100 ns.

Khoảng thời gian giữa thời điểm phát và nhận xung là 2,667 s.

Năng lượng của mỗi xung ánh sáng là W_o = 10 kJ.

a) Tính khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng lúc đó.

b) Tính cồng 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^-34J.S

Hướng dẫn giải chi tiết:

a) Gọi L là khoảng cách Trái Đất - Mặt Trăng: c = 3.10⁸m/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.

L=ct/2=3.10⁸.2,667/2≈4.10⁸m=400000km

b) Công suất của chùm laze:

℘=W₀/τ=10kJ/100ns=10.10³/100.10⁻⁹=1.10¹¹W=100000MW

c) Số phôtôn được phát ra trong mỗi xung ánh sáng:

N=W₀/hf=W₀λ/hc=10.10³.0,52.10⁻⁶/6,625.10⁻³⁴.3.108≈2,62.10²² (hạt)

d) Gọi l là độ dài của một xung ánh sáng, ta có:

l=cτ=3.10⁸.100.10⁻⁹=30m

--------------------------------

Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 34. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Vật Lí 12, Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.