Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một laze phát ra những xung

Giải SBT Lí 12 Bài 34: Sơ lược về laze

Bài 34.11 trang 101 SBT Lí 12:

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

Năng lượng của mỗi xung ánh sáng là W₀ = 10 kJ.

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

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^-34J.s.

Lời giải:

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.

$L=ct=\frac{{3.10}^8.2,667}{2}\approx {4.10}^{8}m=400000km$

b) Công suất của chùm laze:

$\text{P}=\frac{{\text{W}}_0}{\tau }=\frac{10kJ}{100ns}=\frac{{10.10}^3}{{100.10}^{-9}}={1.10}^{-11}=100000MW$

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

$N=\frac{{\text{W}}_0}{hf}=\frac{{\text{W}}_0\lambda }{hc}=\frac{{10.10}^3.0,{52.10}^{-6}}{6,{625.10}^{-34}{\mathrm{.3.10}}^8}\approx {\mathrm{2.62.10}}^{22}\left(hạt\right)$

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

l = cτ = 3.10⁸.100.10^-9 = 30m.