Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một laze phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52µm, chiếu về phía Mặt Trăng và đo khoảng thời gian giữa thời điểm xung được phát ra và thời điểm một máy thu đặt ở Trái Đất nhận được xung phản xạ. Thời gian kéo dài của một xung là T = 100ns và công suất của chùm laze là 105MW. Khoảng thời gian giữa thời điểm phát và nhận xung là 2,667s. Khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng lúc đó và số photon chứa trong mỗi xung ánh sáng là:
Trả lời bởi giáo viên
Gọi:
+ L là khoảng cách Trái Đất – Mặt Trăng
+ c = 3.108m/s là tốc độ ánh sáng
+ t là thời gian để ánh sáng đi từ Trái Đất – Mặt Trăng – Trái Đất (bằng khoảng thời gian giữa thời điểm phát và nhận xung)
Ta có: \(2.L=c.t\Rightarrow L=\frac{c.t}{2}=\frac{{{3.10}^{8}}.2,667}{2}={{4.10}^{8}}m=400\,000km\)
Năng lượng của n (photon): \(E=n.\frac{hc}{\lambda }\)
Công suất của chùm laze:
\(\begin{gathered}
P = \frac{E}{t} = \frac{{n.\frac{{hc}}{\lambda }}}{t} \hfill \\
\Rightarrow n = \frac{{P.t.\lambda }}{{hc}} = \frac{{{{10}^5}{{.10}^6}{{.100.10}^{ - 9}}{{.0,52.10}^{ - 6}}}}{{{{6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}} = {2,62.10^{22}}\,\left( {hat} \right) \hfill \\
\end{gathered} \)
Hướng dẫn giải:
Công thức tính quãng đường: \(S=v.t\)
Công thức tính công suất của chùm sáng: \(P=\frac{E}{t}=\frac{n.\frac{hc}{\lambda }}{t}\Rightarrow n=\frac{P.\lambda .t}{hc}\)
