Người ta dùng một laze có công suất 12W phát ra chùm sáng có bước sóng

102/120

Người ta dùng một laze có công suất 12W phát ra chùm sáng có bước sóng l 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 6mm³ thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của 45.40¹⁸ phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn 1mm³ mô là 2,53J. Lấy h = 6,625.10^-³⁴J.s . Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J / kg , nhiệt độ hóa hơi của nước là L = 2260 kJ / kg, nhiệt độ cơ thể là 37^oC, khối lượng riêng của nước 1000 kg / m³ . Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s và giá trị của l là:

4,755 mm³ ;589 nm

4,575 mm³ ;598 nm

5,745 mm³ ;698 nm

7,545 mm³ ;689 nm

Giải thích

Chọn A

Phương pháp giải: + Công thức tính nhiệt lượng: Q = P.t

+ Nhiệt lượng thu vào để vật nóng lên: Q₁=m. c. Δt

+ Công thức tính nhiệt hoá hơi: Q₂ = L.m

Trong đó, L là nhiệt hóa hơi riêng (J/kg) phụ thuộc bản chất của chất lỏng, đơn vị là jun trên kilôgam (J/kg); m là khối lượng của phần chất lỏng đã biến thành khí ở nhiệt độ sôi.

+ Công thức tính khối lượng riêng: D = mV

+ Năng lượng của n photon: E = n. ε = n. hcλ ⇒ λ = n. hcE

Giải chi tiết:

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

Q = P.t = 12.1 = 12 J

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

Vậy ta có:

Q1=m. c. Δt + L.m ⇒ m = Qc. Δt + L⇒ m = 124186.100 − 37 + 2260.103 = 4,755.10−9 m3 = 4,755mm3

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 ⇒ V = mD = 4,755. 10−6103 = 4,755. 10−9m3 = 4,755mm3

Năng lượng cần để đốt 6mm³ mô mềm là: E = 2,53.6 = 15,18J

Năng lượng này do phôtôn chùm laze cung cấp: E = np. hcλ

Bước sóng do chùm sáng phát ra:

λ = np. hcE = 45. 1018. 6,625. 10−34. 3. 10815,18 = 589,1798. 10−9m = 589nm

Chọn A.