Задачи › Энергия и импульс фотона, эффект Комптона

Фотоны лазера и плавление льда

  1. Фотоны лазера и плавление льда

    ЕГЭ 2014, 11 кл.
    4/10

    Излучением лазера с длиной волны \(3{,}3\cdot10^{-7}\) м за время \(1{,}25\cdot10^{4}\) с был расплавлён лёд массой 1 кг, взятый при температуре 0 °С, и полученная вода была нагрета на 100 °С. Сколько фотонов излучает лазер за 1 с? Считать, что 50

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(N \approx 2\cdot10^{20}\).

    Решение

    1. Энергия фотона: \(E_\text{ф} = \dfrac{hc}{\lambda}\). Число фотонов, излучаемых за время \(\tau = 1\) с, равно \(N\), а полная энергия всех фотонов, излучённых за время \(t\), равна \(\dfrac{hc}{\lambda}\cdot N\cdot t\).

    2. Количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагревания воды: \(Q = m\lambda_\text{л} + cm\,\Delta t\).

    3. Закон сохранения энергии с учётом коэффициента поглощения \(\eta = 0{,}5\): \(\eta\dfrac{hc}{\lambda}Nt = Q\), откуда $$N = \dfrac{\lambda\left(m\lambda_л + cm \Delta t\right)}{\eta h c t} = \dfrac{3{,}3\cdot10^{-7} (3{,}3\cdot10^{5} + 4200\cdot100)}{0{,}5\cdot6{,}6\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^{8}\cdot1{,}25\cdot10^{4}}\approx 2\cdot10^{20}.$$

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи