Bài 30.19 trang 86 SBT Vật Lí 12

Đề bài

Một chùm sáng da cam, song song, không đơn sắc, có hai thành phần là ánh sáng đỏ \((0,75\mu m)\) và ánh sáng vàng (\(0,55\mu m).\) Cường độ của chùm sáng là \(1W/{m^2}.\) Ta hiểu cường độ của chùm sáng là lượng năng lượng ánh sáng mà chùm tia sáng tải qua một đơn vị diện tích, đặt vuông góc với các tia sáng, trong một đơn vị thời gian. Cho rằng cường độ của thành phần ánh sáng đỏ và cường độ của thành phần ánh sáng vàng trong chùm sáng là như nhau. Tính số phôtôn ánh sáng đỏ và số phôtôn ánh sáng vàng chuyển qua một diện tích \(1c{m^2},\) đặt vuông góc với các tia sáng trong chùm, trong một đơn vị thời gian.

Lời giải chi tiết

+ Năng lượng một photon đỏ là: \({\varepsilon _d} = \dfrac{{hc}}{{{\lambda _d}}} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{75.10}^{ - 6}}}} = 2,{65.10^{ - 19}}J\)

+ Lượng năng lượng mà ánh sáng đỏ truyền qua \(1c{m^2}\) đặt vuông góc với các tia sáng trong chùm, trong một đơn vị thời gian.

là \({Q_d} = \dfrac{P}{2}.S.t = \dfrac{1}{2}{.10^{ - 4}} = 0,{5.10^{ - 4}}J\)

+ Số số phôtôn ánh sáng đỏ và số phôtôn ánh sáng vàng chuyển qua một diện tích \(1c{m^2},\) đặt vuông góc với các tia sáng trong chùm, trong một đơn vị thời gian: \({n_d} = \dfrac{{{Q_d}}}{{{\varepsilon _d}}} = \dfrac{{0,{{5.10}^{ - 4}}}}{{2,{{65.10}^{ - 19}}}} = 1,{88.10^{14}}(photon)\)

+ Năng lượng một photon vàng là: \({\varepsilon _v} = \dfrac{{hc}}{{{\lambda _v}}} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{55.10}^{ - 6}}}} = 3,{61.10^{ - 19}}J\)

+ Lượng năng lượng mà ánh sáng vàng truyền qua \(1c{m^2}\) đặt vuông góc với các tia sáng trong chùm, trong một đơn vị thời gian.

là \({Q_v} = \dfrac{P}{2}.S.t = \dfrac{1}{2}{.10^{ - 4}} = 0,{5.10^{ - 4}}J\)

+ Số số phôtôn ánh sáng vàng chuyển qua một diện tích \(1c{m^2},\) đặt vuông góc với các tia sáng trong chùm, trong một đơn vị thời gian: \({n_v} = \dfrac{{{Q_v}}}{{{\varepsilon _v}}} = \dfrac{{0,{{5.10}^{ - 4}}}}{{3,{{61.10}^{ - 19}}}} = 1,{38.10^{14}}(photon)\)