Мощность излучения источника генерирующего свет с длиной волны

Свойства лазерного излучения

Лазерное излучение является видом физической энергии, не встречающимся в природных источниках света. Оно вырабатывается специальными приборами — оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) различной конструкции, получившими название – лазеры (от английского словосочетания Light amplification by stimulated emission of radiation — LASER). Принципы его выработки ОКГ были одновременно и независимо открыты в начале 60-х годов российскими и американскими физиками, а уже в конце того же десятилетия были предприняты первые попытки лечебного применения низкоинтенсивных (терапевтических) лазеров, в том числе и для косметологии.

Полупроводниковые и газо-жидкостные лазеры

Лазерное излучение испускается атомами рабочего вещества ОКГ, которое может быть представлено газом, жидкостью, кристаллом, полупроводником.

Лазерное излучение – это электромагнитное излучение оптического диапазона (светового), обладающее такими свойствами как когерентность, монохроматичность, поляризованность и направленность потока излучения, что позволяет создать строго определённую мощность воздействия на поверхности облучаемого объекта.

Лазер – это прибор, который испускает направленный пучок когерентного, поляризованного, монохроматичного электромагнитного излучения, т.е. света в очень узком спектральном диапазоне.

Физические свойства излучения

• Монохроматичность (одноцветность) – все электромагнитные колебания потока имеют одинаковую частоту и длину волны.
• Когерентность (синфазность) — совпадение фаз электромагнитных колебаний.
• Поляризация — фиксированная ориентация векторов электромагнитного излучения в пространстве относительно направления его распространения.
• Направленность — малая расходимость потока излучения.

Особые свойства позволяют концентрировать энергию со строго определенными физическими параметрами и высоким потенциалом биологического и лечебного действия на поверхности объекта. Именно в этом заключается принципиальное отличие от других форм лучистой энергии.

Длина волны лазера

Волна – возмущение (изменение состояния среды или поля), распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Длина волны — расстояние, на которое распространяется волна за период, равный расстоянию между двумя ближайшими точками среды, колеблющимися в одной фазе. Длина волны электромагнитного излучения оптического диапазона измеряется в нанометрах (нм) или микрометрах (мкм) (1 мкм = 1 000 нм).

Частота импульсов лазера

Частота колебаний (импульсов) – физическая величина, равная числу колебаний (импульсов), совершаемых за единицу времени. Единица измерения в СИ – герц (Гц). 1 Гц – эта частота, при которой 1 колебание совершается за одну секунду.

Мощность лазера

Мощность излучения — средняя мощность, переносимая через какую-либо поверхность. Единица измерения в СИ — Ватт (Вт). Плотность мощности — отношение потока излучения к площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения. Единица измерения в СИ — Вт/см2.

Доза облучения — энергетическая облученность за определенный промежуток времени. Единица измерения в СИ — Дж/м2. 1Д – энергия, полученная при воздействии излучением мощностью в 1 Вт за 1 с. 1 Дж = 1 Вт/1с.

Длина волны лазерного излучения

Одной из важнейших характеристик является длина волны (измеряется в нанометрах или микрометрах). В зависимости от длины волны может принадлежать к различным участкам спектра: ультрафиолетовому, видимому (чаще красному) и инфракрасному.

Спектр лазерного излучения (цвет лазера)

Ультрафиолетовый диапазон

Видимый спектр

• Фиолетовый 400-450 нм.
• Синий 450-480 нм.
• Голубой 480-510 нм.
• Зелёный 510-575 нм.
• Жёлтый 575-585 нм.
• Оранжевый 585-620 нм.
• Красный 620-760 нм.

Инфракрасный диапазон

• Ближняя область 760 нм -15 мкм.
• Дальняя область 15-30 мкм.

В физиотерапии наиболее часто применяют ближний инфракрасный диапазон, который обладает наибольшим проникающим действием и мягкими биологическими и лечебными эффектами.

Интенсивность лазерного излучения

В зависимости от выходной мощности лазеры подразделяются на:

1. Низкоэнергетические (плотность мощности излучения менее 0.4 Вт/см2).
2. Среднеэнергетические (плотность мощности излучения 0.4-10 Вт/см2).
3. Высокоэнергетические (плотность мощности излучения более 10 Вт/см2).

Источник

Физика дома

Мощность излучения лазерной указки

Задача С6 для подготовки к ЕГЭ по физике по теме «Фотоны. Квантовая физика».

Мощность излучения лазерной указки с длиной волны 600 нм равна Р = 2 мВт. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с.

Данная задача не представляет особой сложности, так как для её решения нужно вспомнить пару формул: а именно — формула Планка (энергия фотона) и формула мощности (энергия, переносимая фотонами за единицу времени).

Подход, используемый при решении задач подобного типа — очень прост. Для начала записываем энергию одного фотона.Далее, с учётом того, что поток состоит из N фотонов, записываем энергию потока.

Ну, и в конце, определяем мощность, переносимую пучком.

Подставляя в последнюю формулу энергию фотона (кванта), получаем итоговую формулу для определения мощности излучения. Из получившейся формулы, выражаем неизвестную величину.

Важно! Для получения правильного ответа все физические величины следует подставлять выраженными в системе СИ.

Интересно! Если проанализировать задачи прошлых лет, то такого рода формулировку можно было встретить и в части А, и в части С.

Источник

Мощность излучения источника генерирующего свет с длиной волны

Вопрос по физике:

Источник света мощностью P=0,1 кВт испускает свет с длиной волны λ=580 нм. Какое количество фотонов испускается за время дельта t=1.0c, если n=5.0% мощности источника идет на излучение?

Ответы и объяснения 1

Энергия фотона E1=h*c/L=6,62*10^-34*3*10^8/580*10^-9=3,4*10^-19 Дж
Энергия излучения E=n*P*t=0,05*100*1=5 Дж
Число фотонов N=E/E1=5/3,4*10^-19=1,47*10^19

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник