Летающий спутник

Летающий спутник

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Ядерная физика Физика атомного ядра Школьный курс физики Лабораторные работы по физике

Контрольная по физике. Второе полугодие

ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Лазерное излучение – это когерентное одинаково направленное излучение множества атомов, создающее узкий пучок монохроматического света. Чтобы лазер начал действовать, необходимо перевести большое число атомов его рабочего вещества в возбужденное (метастабильное) состояние. Для этого рабочему веществу передается электромагнитная энергия от специального источника (метод накачки). После этого в рабочем веществе начнутся почти одновременные вынужденные переходы всех возбужденных атомов в нормальное состояние с излучением мощного пучка фотонов.

Высокоэнергетические  лазеры применяются в качестве лазерного скальпеля в онкологии.

Особенно эффективен лазер в микрохирургии глаза. Он позволяет проводить лечение глаукомы посредством “прокалывания” его лучом микроскопических отверстий для оттока внутриглазной жидкости. Лазером осуществляется безоперационное лечение отслойки сетчатки.

Низкоэнергетическое лазерное излучение используется в терапевтических целях.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

№ 1.2.1.

Терапевтический гелий-неоновый лазер, работающий в непрерывном режиме, дает излучение монохроматического света с длиной волны λ = 630 нм, развивая мощность Р = 40 мВт. Сколько фотонов излучает лазер за 1 с?

Решение

Мощность лазера может быть записана как , где Е – энергия излучения, t – время. Энергия излучения складывается из энергий отдельных фотонов E0 = hν, число которых можно обозначить через N. Здесь ν – частота фотона, h – постоянная Планка. Учитывая, что , можно записать: . Отсюда легко выразить N: .

№ 1.2.2.

Оптика. Цель обучения Научить фундаментальным концепциям и законам классической и современной квантовой оптики, атомной и ядерной физики. Обучить грамотному и обоснованному применению накопленных в процессе развития фундаментальной физики экспериментальных и теоретических методик при решении прикладных практических и системных проблем, связанных с профессиональной деятельностью . Выработать элементы концептуального ,проблемного и творческого подхода к решению задач инженерного и исследовательского характера.

Интерференция Оптический диапазон электромагнитных волн

Способы получения когерентных волн Основная задача двухлучевой интерференции.

Бипризма и бизеркало Френеля Для разделения световой волны используют двойную призму (бипризму) с малым преломляющим углом

Тепловое излучение происходит с поверхности тел при всех температурах, отличных от абсолютного нуля. Оно испускается возбужденными атомами и молекулами при их соударении в процессе теплового движения и приводит к охлаждению поверхности излучения.

Эффект Зеемана. Явление расщепления спектральных линий под действием магнитного поля называется эффектом Зеемана. Оно наблюдается при исследовании свечения паров натрия в магнитном поле.

В соответствии с гипотезой Де Бройля движение материальных частиц сопровождается распространением волны, длина которой определяется выражением: , где h – постоянная Планка, р – импульс частицы.

Интерференция волновых цугов. Интерференция квазимонохроматических волн

Рассмотрим пространственную когерентность на конкретном примере: опыт Юнга

Кювета с 10 мл водного раствора биологической пробы освещается лазерным лучом мощностью 4,2 Вт в течение 20 секунд. На сколько градусов поднимется температура раствора в кювете, если его теплоемкость составляет 4200? Потерями тепла на нагревание кюветы пренебречь.

Решение

В соответствии с уравнением теплового баланса можно записать: mC∆T = Pt, где m – масса воды в кювете, C – удельная теплоемкость воды, ∆T – изменение температуры воды, P – мощность излучения лазерного луча, t – время освещения. Отсюда легко найти изменение температуры воды:

.

№ 1.2.3.

Прокалывание глазного яблока для оттока внутриглазной жидкости при глаукоме осуществляется с помощью гелий-неонового лазера с длиной волны λ1 = 0,41 мкм. Для целей же лазеротерапии используется низкоэнергетический лазер с длиной волны λ2 = 0,82 мкм. Во сколько раз энергия квантов офтальмологического лазера выше, чем терапевтического?

Решение

Энергия кванта определяется выражением

,

где ν – частота излучения лазера, λ – соответствующая длина волны. Записывая это выражение для двух длин волн, можно найти отношение энергий квантов лазерного излучения:

.

№ 3.1.2.4.

Луч терапевтического твердотельного лазера может развивать мощность до 10 Вт. Найти длину волны излучения лазера, полагая, что он излучает около 2∙1020 фотонов в секунду.

Решение

Мощность излучения лазера может быть записана так:

, (1)

где  – энергия фотона лазерного излучения, ν – частота фотона лазерного излучения, λ – соответствующая длина волны, n – число фотонов, испускаемых лазером за время t. Подставляя выражение для Е в (1), получим:

. (2)

Из (2) можно выразить длину волны:

. (3)

Подставляя численные значения в (3), получим:

.

№ 1.2.5.

При удалении полипа хирургическим путем используется луч гелий-неонового лазера мощностью N = 10 мВт сфокусированного на пятне диаметром d = 0,4 мм. Лазер дал вспышку продолжительностью t = 1 с. Определит энергию вспышки и плотность мощности (Вт/м2) на пятне.

Решение

Энергия вспышки E = Nt = 10 мДж. Плотность мощности на пятне равна

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. При проведении лазерной терапии используется монохроматический свет лазера с длиной волны λ = 590 нм, испускающий за 1 с фотонов. Определить мощность лазерной трубки.

2. Определить длину волны терапевтического лазера мощностью Р = 60 мВт, если число фотонов, испускаемых им за 1 с, составляет .

3. Определить количество водного раствора биологической пробы, освещаемой в лазерном спектрометре лучом мощностью 6 Вт в течение 1 минуты, если температура раствора в кювете поднялась на , а теплоемкость раствора составляет С = 4200. Потерями тепла на нагревание кюветы пренебречь.

4. Определить энергию кванта лазерного излучения, применяемого для прокалывания глазного яблока для оттока внутриглазной жидкости при глаукоме, если длина волны излучения составляет λ = 0,514 мкм.

5. Для удаления татуировки луч газового лазера диаметром d = 0,2 мм направляется на поверхность кожи пациента. Определить мощность лазера, если плотность мощности в лазерном пучке составляет  Вт/м2.


На главную