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. \[\varepsilon = {E_N} - {E_M}\]
B.\[\varepsilon = {E_N} - {E_L}\]
C.\[\varepsilon = {E_N} - {E_K}\]
D.\[\varepsilon = {E_L} - {E_K}\]
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 34.7 34.8 D A CBài 34.9 trang 99 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 12
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 : \[\rho \] =7 800 kg/m3
Nhiệt dung riêng của thép : C = 448 J/kg.độ
Nhiệt nóng chảy riêng của thép : \[\lambda\] = 270 kJ/kg.
Điểm nóng chảy của thép : Tc= 1 535°c.
Hướng dẫn giải chi tiết
a] Thể tích thép cần nấu chảy :
\[V = {{\pi {d^2}e} \over 4} = {{\pi {{.10}^{ - 6}}{{.2.10}^{ - 3}}} \over 4} = 1,{57.10^{ - 9}}\]
Khối lượng thép cần nấu chảy :
m = Vp = 1,57.10-9.7 800 = 122.46.10-7kg.
Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép lên điểm nóng chảy :
Q1= mc[Tc- 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= m\[\lambda\] = 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 :
\[t = {Q \over P} = {{1,1563} \over {10}} = 1,1563s = 1,16s\]
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
Người ta dùng một laze CO2có 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 mm3nước 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= 1.10-6kg với V = 1 mm3= 1.10-9m3và\[\rho \]=1 000 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 mm3nước 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:
\[V' = {{Q'} \over Q} = {{10} \over {2,52334}} = 3,963m{m^3}\]
c] Chiều dài của vết cắt trong 1s:
\[l = v.1 = 0,5cm = 5mm\]
Diện tích của vết cắt trong 1s
\[S = 2rl = 2.0,15 = 1m{m^2}\]
Chiều sâu cực đại của vết cắt:
\[h = {{V'} \over S} = {{3,963} \over 1} = 3,963mm \approx 4mm\]
Bài 34.11 trang 99 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 12
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 \[\mu\]m, 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 Wo = 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 = 3.108m/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.
\[L = {{ct} \over 2} = {{{{3.10}^8}.2,667} \over 2} \approx {4.10^8}m = 400000km\]
b] Công suất của chùm laze:
\[\wp = {{{W_0}} \over \tau } = {{10kJ} \over {100ns}} = {{{{10.10}^3}} \over {{{100.10}^{ - 9}}}} = {1.10^{11}}W = 100000MW\]
c] Số phôtôn được phát ra trong mỗi xung ánh sáng:
\[N = {{{W_0}} \over {hf}} = {{{W_0}\lambda } \over {hc}} = {{{{10.10}^3}.0,{{52.10}^{ - 6}}} \over {6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}} \approx 2,{62.10^{22}}\][hạt]
d] Gọi l là độ dài của một xung ánh sáng, ta có:
\[l = c\tau = {3.10^8}{.100.10^{ - 9}} = 30m\]