Người ta dùng một laze có công suất 12W phát ra chùm sáng có bước sóng \(\lambda \) để làm

Câu hỏi số 548627:

Vận dụng cao

Người ta dùng một laze có công suất 12W phát ra chùm sáng có bước sóng \(\lambda \) để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(6m{m^3}\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \({45.10^{18}}\) phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \(1m{m^3}\) mô là 2,53J. Lấy \(h = 6,{625.10^{ - 34}}J.s\). Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/kg. Nhiệt độ hóa hơi của nước là \(L = 2260kJ/kg\), nhiệt độ cơ thể là \({37^0}C\), khối lượng riêng của nước \(1000kg/{m^3}\). Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s và giá trị của \(\lambda \) là:

A. \(4,755m{{m}^{3}};589nm\)

B. \(4,575m{{m}^{3}};598nm\)

C. \(5,745m{{m}^{3}};698nm\)

D. \(7,545m{{m}^{3}};689nm\)

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:548627

Phương pháp giải

Năng lượng của một photon: \(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda }\)

Năng lượng của chùm laze: \(A = n.\varepsilon = n.\dfrac{{h.c}}{\lambda }\)

Giải chi tiết

Nhiệt lượng mà nước nhận được từ dao laze trong 1s:

\(Q=P.t=12.1=12J\)

Nhiệt lượng này chia thành hai phần, một phần làm nước tăng lên 100⁰C, phần còn lại làm nước hoá hơi.

Vậy ta có: \(Q = m.c.\Delta t + L.m \Rightarrow m = \dfrac{Q}{{c.\Delta t + L}}\)

\( \Rightarrow m = \dfrac{{12}}{{4186.\left( {100 - 37} \right) + {{2260.10}^3}}} = 4,{755.10^{ - 6}}kg\)

Từ công thức liên hệ giữa khối lượng, lượng riêng riêng và thế tích ta tính được thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s:

\(m=D.V\Rightarrow V=\dfrac{m}{D}=\dfrac{{{4,755.10}^{-6}}}{{{10}^{3}}}={{4,755.10}^{-9}}{{m}^{3}}=4,755m{{m}^{3}}\)

Năng lượng cần để đốt 6mm³ mô mềm là: \(E=2,53.6=15,18\text{ }J\)

Năng lượng này do phôtôn chùm laze cung cấp: \(E={{n}_{p}}.\dfrac{hc}{\lambda }\)

Bước sóng do chùm sáng phát ra:

\(\lambda ={{n}_{p}}.\dfrac{hc}{E}={{45.10}^{18}}.\dfrac{{{6,625.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{15,18}={{589,1798.10}^{-9}}m=589nm\)

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.