Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s và giá trị của λ là

108/120

Người ta dùng một laze có công suất 12W phát ra chùm sáng có bước sóng λ 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=6,625.10-34 J.s. Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/kg, nhiệt độ hóa hơi của nước là L=2660kJ/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 λ là

4,755 mm3; 589 nm .

4,575 mm3; 598 nm.

5,745 mm3; 698 nm.

7,545 mm3; 689 nm.

Giải thích

Đáp án A

Hướng dẫn giải

Nhiệt lượng mà nước nhận được từ dao laze trong 1s: \(Q = P.t = 12.1 = 12\;{\rm{J}}\) .

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

Vậy ta có: \({Q_1} = m.c.\Delta t + L.m \Rightarrow m = \frac{Q}{{c.\Delta t + L}}\)

\( \Rightarrow m = \frac{{12}}{{4186.(100 - 37) + {{2260.10}^3}}} = 4,{755.10^{ - 9}}\;{{\rm{m}}^3} = 4,755\;{\rm{m}}{{\rm{m}}^3}\).

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:

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

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

Năng lượng này do phôtôn chùm laze cung cấp: \(E = {n_p}.\frac{{hc}}{\lambda }\).

Bước sóng do chùm sáng phát ra:

\(\lambda = {n_p}.\frac{{hc}}{E} = {45.10^{18}}.\frac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{15,18}} = 589,{1798.10^{ - 9}}\;{\rm{m}} = 589\;{\rm{nm}}\).