Фотоны лазера и плавление льда
4/10Излучением 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\(N \approx 2\cdot10^{20}\).
Решение1. 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 $$N = \dfrac{\lambda\left(m\lambda_л + cm \Delta t\right)}{\eta h c t} = \dfrac{3{,}3\cdot10^{-7} (3{,}3\cdot10^{5} + 4200\cdot100)}{0{,}5\cdot6{,}6\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^{8}\cdot1{,}25\cdot10^{4}}\approx 2\cdot10^{20}.$$
Похожие задачи
- Распад π0-мезона (C5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Ионизация водорода (C6) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Электронно-оптический преобразователь (C6) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Масса атома (C6) ЕГЭ 2013, 11 кл.
- Фотоны лазерной указки ЕГЭ 2014, 11 кл.
- Лазерная указка ЕГЭ 2014, 11 кл.