Question

Пучок лазерного излучения с длиной волны 0,33 мкм используют для нагревания 1 кг воды с удельной теплоемкостью 4200Дж/кг*К. За какое время вода нагреется на 30 °C, если лазер ежесекундно испускает 10^20 фотонов, и все они поглощаются водой?

Answer 1

По формуле, количество теплоты для нагрева:

Q=cm*dT=4200*1*30=126*10^3 Дж

Это будет энергией, которую фотонам необходимо передать воде.

E=Q

вычислим энергию 1 фотона с данной длиной волны:

E0=hv=hc/l=6.62*10^-34*3*10^8/33*10^-8=0.601*10^-18=601*10^-21

Вычислим необходимое количество фотонов:

E=nEo

n=E/Eo=126*10^3/601*10^-21=209*10^15 фотонов.

Ну и вычислим время нагрева:

n=n0*t

где n0 - количество фотонов, которые лазер излучает в секунду

t=n/n0=209*10^15/10^20=209*10^-5 с = 2 мс.