Lý thuyết Sơ lược về laze (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Câu 1: Tia laze không có đặc điểm

A. độ định hướng cao.

B. công suất trung bình có giá trị lớn.

C. cường độ lớn.

D. độ đơn sắc cao.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

- Laser là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.

- Đặc điểm:

+ Có tính đơn sắc rất cao.

+ Là chùm sáng kết hợp ( cùng tần số, cùng pha).

+ Là chùm sáng song song ( có tính định hướng cao).

+ Có cường độ lớn.

Câu 2: Tia laze được dùng trong truyền tin bằng cáp quang là do có

A. cường độ lớn và tần số cao.

B. tính đơn sắc và kết hợp cao.

C. cường độ lớn và tính định hướng cao.

D. tính kết hợp và cường độ cao.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Tia laze được dùng trong truyền tin bằng cáp quang là do có tính kết hợp và cường độ cao.

Câu 3: Sự phát xạ cảm ứng là sự

A. phát ra một photon bởi một nguyên tử.

B. phát xạ của một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, dưới tác dụng của một điện từ trường có cùng tần số.

C. phát xạ đồng thời của hai nguyên tử có tương tác lẫn nhau.

D. phát xạ của một nguyên tử ở trạng thái kích thích, khi một photon có tần số thích hợp bay lướt qua nó.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Sự phát xạ của một nguyên tử ở trạng thái kích thích, nếu hấp thụ thêm một photon có cùng tần số.

Câu 4: Tìm phát biểu sai. Các loại laze thông thường đã được sản xuất là

A. laze rắn.

B. laze khí.

C. laze lỏng.

D. laze bán dẫn.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Các loại laze:

- Laze khí (laze He-Ne, laze CO­₂).

- Laze rắn (laze Rubi).

- Laze bán dẫn (laze Ga-Al-As).

Câu 5: Laze A phát ra chùm bức xạ bước sóng 400 nm với công suất 0,6 W. Laze B phát ra chùm bức xạ bước sóng λ với công suất 0,2 W. Trong cùng một khoảng thời gian, số photon do laze B phát ra bằng một nửa số photon do laze A phát ra. Một chất phát quang có thể phát quang ánh sáng màu đỏ và màu lục. Nếu dùng laze B kích thích chất phát quang trên thì nó phát ra ánh sáng màu

A. vàng.

B. đỏ.

C. lục.

D. tím.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Công suất của chùm sáng ta có: $\text{P}=n.\frac{hc}{\lambda }$

$\Rightarrow \frac{{\text{P}}_A}{{\text{P}}_B}=\frac{n_A}{n_B}.\frac{{\lambda }_B}{{\lambda }_A}\Rightarrow \frac{0,6}{0,2}=2.\frac{{\lambda }_B}{400}\Rightarrow {\lambda }_B=600nm=0,6\mu m$

Khi phát quang thì λ_phát > λ_{kích thích} nên nếu dùng bước sóng 600nm để kích thích thì vật sẽ phát ra màu đỏ.

Câu 6: Tia laze có tính đơn sắc rất cao vì các photon do laze phát ra có

A. độ sai lệch năng lượng là rất lớn.

B. độ sai lệch tần số là rất nhỏ.

C. độ sai lệch tần số là rất lớn.

D. độ sai lệch bước sóng là rất lớn.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Tia laze có tính đơn sắc rất cao vì các photon do laze phát ra có độ sai lệch tần số là rất nhỏ.

Câu 7: Laze rubi biến đổi

A. điện năng thành quang năng.

B. quang năng thành điện năng.

C. quang năng thành quang năng.

D. nhiệt năng thành quang năng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Trong laze rubi có sự biến đổi năng lượng từ quang năng sang quang năng.

Câu 8: Chọn phát biểu sai khi nói về laze:

A. Để có chùm laze, người ta cho các photon truyền qua lại môi trường hoạt tính nhiều lần.

B. Nguyên tắc hoạt động của laze dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.

C. Trong laze rubi có sự biến đổi điện năng thành quang năng.

D. Tia laze có thể gây ra hiện tượng quang điện với một số kim loại.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

A – đúng vì để có chùm laze, người ta cho các photon truyền qua lại môi trường hoạt tính nhiều lần.

B – đúng vì nguyên tắc hoạt động của laze dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng

C – sai vì trong laze rubi có sự biến đổi năng lượng từ quang năng sang quang năng.

D – đúng vì tia laze có thể gây ra hiện tượng quang điện với một số kim loại.

Câu 9: Màu do một laze phát ra

A. hỗn hợp nhiều màu đơn sắc.

B. hỗn hợp hai màu đơn sắc.

C. màu đơn sắc.

D. màu trắng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Màu do một laze phát ra là màu đơn sắc do tia laze có tính đơn sắc rất cao.

Câu 10: Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45 μm với công suất 0,8W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,60 μm với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là:

A. 1.

B. 20/9.

C. 2.

D. 3/4.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Câu 11: Một photon có năng lượng ε′ bay qua hai nguyên tử ở trạng thái kích thích. Sau đó ngoài photon ε′ còn có thêm hai photon ε₁ và ε₂ đi ra. Photon ε₂ bay ngược hướng với photon ε′. Sóng điện từ ứng với photon ε₁ ngược pha với sóng điện từ ứng với photon ε′. Photon nào được phát xạ cảm ứng?

A. Photon ε₁.

B. Photon ε₂.

C. Cả hai photon ε₁ và ε₂.

D. Không photon nào.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hiện tượng phát xạ cảm ứng diễn ra như sau:

Nếu một photon đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một photon có năng lượng ԑ = h.f bắt gặp một photon có năng lượng ԑ' đúng bằng h.f bay lướt qua nó thì lập tức nguyên tử cũng phát ra photon ԑ. Photon ԑ có cùng năng lượng và bay cùng phương với photon ԑ' .

Ngoài ra sóng điện từ ứng với photon ԑ hoàn toàn cùng pha với dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon ԑ.

Vậy từ đó ta thấy cả hai photon ԑ₁ và ԑ₂, không có photon nào được phát xạ do cảm ứng.

Câu 12: Trong phòng thí nghiệm ở trường phổ thông hiện nay, ta dùng tia laze để thực hiện thí nghiệm giao thoa Y-âng thay cho các bức xạ nhìn thấy thông thường là vì tia laze có

A. tính định hướng và tính kết hợp cao.

B. cường độ lớn và dễ chế tạo.

C. năng lượng photon lớn và là chùm song song.

D. tính hội tụ cao và là chùm đơn sắc.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Trong phòng thí nghiệm ở trường phổ thông hiện nay, ta dùng tia laze để thực hiện thí nghiệm giao thoa Y-âng thay cho các bức xạ nhìn thấy thông thường là vì tia laze có tính định hướng và tính kết hợp cao.

Câu 13: Laze không được ứng dụng

A. đo các khoảng cách trong ngành trắc địa.

B. làm dao mổ trong y học.

C. để truyền tin bằng cáp quang.

D. xác định tuổi cổ vật trong ngành khảo cổ học.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Ứng dụng của laze:

- Trong y học: lợi dụng khả năng tập trung năng lượng của chùm tia laze vào một vùng rất nhỏ, người ta dùng tia laze như một con dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi như mắt, mạch máu ... Ngoài ra người ta sử dụng tác dụng nhiệt của tia laze chữa một số bệnh ngoài da.

- Trong công nghiệp: dùng trong các việc như khoan, cắt, tôi chính xác trên nhiều chất liệu như kim loại, compozit, … mà không thể thực hiện bằng các phương pháp cơ học.

- Trong trắc địa: lợi dụng tính định hướng cao để đo khoảng cách, ngắm đường thẳng.

- Trong thông tin liên lạc: do có tính định hướng và tần số rất cao nên tia laze có ưu thế đặc biệt trong liên lạc vô tuyến (định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển tàu vụ trụ). Tia laze có tính kết hợp và cường độ cao nên được sử dụng rất tốt trong việc truyền tin bằng cáp quang.

- Dùng trong các đầu lọc đĩa CD, bút chỉ bảng.

Câu 14: Chọn phát biểu sai:

Các photon trong chùm laze

A. luôn cùng phương truyền.

B. được tạo ra từ hiện tượng quang phát quang.

C. có năng lượng lớn hơn năng lượng các photon trong chùm tia tử ngoại.

D. có năng lượng bằng nhau.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Các photon trong chùm laze có thể thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy hoặc hồng ngoại nên có năng lượng nhỏ hơn năng lượng photon tử ngoại.

Câu 15: Hai laze A và B có công suất phát quang tương ứng là 0,5W. Biết tỉ số giữa số photon của laze B với số photon của laze A phát ra trong một đơn vị thời gian là $\frac{2}{15}$ . Tỉ số bước sóng của hai bức xạ là $\frac{{\lambda }_A}{{\lambda }_B}$

A. 9.

B. 81.

C. 18.

D. $\frac{1}{18}$ .

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Công suất của chùm sáng ta có: $\text{P}=n.\frac{hc}{\lambda }$

Tỉ số bước sóng $\frac{{\lambda }_A}{{\lambda }_B}$ của hai bức xạ là

$\Rightarrow \frac{{\text{P}}_A}{{\text{P}}_B}=\frac{n_A}{n_B}.\frac{{\lambda }_B}{{\lambda }_A}\Rightarrow \frac{{\lambda }_A}{{\lambda }_B}=\frac{{\text{P}}_B.n_A}{{\text{P}}_A.n_B}=\frac{0,6}{0,5}.\frac{15}{2}=9$

Câu 16: Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất của chùm laze là P = 10 W. Đường kính của chùm sáng là d = 1 mm, bề dày của tấm thép h = 2 mm. Nhiệt độ ban đầu là t₁ = 30⁰ C. Biết khối lượng riêng của thép là ρ = 7800 kg/m³; nhiệt dung riêng của thép là c = 448 J/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của thép λ = 270 kJ/kg ; điểm nóng chảy của thép t₂ = 1535⁰ C. Thời gian khoan thép là

A. 0,58 s.

B. 1,56 s.

C. 1,16 s.

D. 4,2 s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Thể tích thép nấu chảy:

$V=\frac{\pi d^2}{4}e=\frac{\pi {.1}^2}{4}.2=\frac{\pi }{2}m{m}^3=1,{57.10}^{-9}{m}^3$

Khối lượng thép cần nấu chảy:

m = D.V = 7800.1,57.10^-9 = 122,46.10^-7kg

Nhiệt lượng cần thiết bằng tổng nhiệt lượng đưa thép đến nóng chảy và nhiệt làm chuyển thể:

$Q=mc.\Delta t+m.L=122,{46.10}^{-7}\left\{448.(1535-30)+270000\right\}=11,56\left(J\right)$

Thời gian khoan thép:

$t=\frac{Q}{\text{P}}\approx \frac{11,56}{10}=1,156\left(s\right)$

Câu 17: Tia laze được dùng để cắt, khoan, tôi... trong công nghiệp là vì nó

A. là chùm sáng hội tụ và kết hợp cao.

B. có tính đơn sắc cao và độ tụ lớn.

C. có tần số cao và tác dụng nhiệt.

D. có cường độ lớn và tính định hướng cao.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Tia laze có tính đơn sắc, tính định hướng và tính kết hợp rất cao và cường độ lớn.

Trong công nghiệp, vì tia laze có cường độ lớn và tính định hướng cao nên nó được dùng trong các công việc như cắt, khoan, ... chính xác.

Câu 18: Chọn phát biểu sai:

A. Các photon trong chùm laze luôn cùng tần số và có độ lệch pha không đổi.

B. Tia laze chỉ được tạo ra từ những tinh thể rắn.

C. Ánh sáng phát quang luôn có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng kích thích nó.

D. Tia laze là chùm sáng song song.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

B – sai vì tia laze gồm: laze rắn, laze khí, laze bán dẫn.

Câu 19: Hiệu suất của một laze

A. rất lớn so với 100%.

B. lớn hơn 100%.

C. bằng 100%.

D. nhỏ hơn 100%.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hiệu suất của một laze nhỏ hơn 100%.

Câu 20: Chọn phát biểu đúng:

A. Ánh sáng phát quang có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích.

B. Tia laze là chùm sáng có tính hội tụ rất cao.

C. Khi ánh sáng truyền qua chân không thì cường độ sáng không thay đổi.

D. Mắt ta có thể nhìn thấy đường truyền của tia laze trong chân không.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Khi ánh sáng truyền qua chân không thì cường độ sáng không thay đổi.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác: