Người ta dùng một laze có công suất 12W phát ra chùm sáng có bước sóng l để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích 6mm³ thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của 45.40¹⁸ phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn 1mm³ mô là 2,53J. Lấy h = 6,625.10^-34 J.s . Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J / kg , nhiệt độ hóa hơi của nước là L = 2260 kJ / kg, nhiệt độ cơ thể là 37^oC, khối lượng riêng của nước 1000 kg / m³ . Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s và giá trị của l là:

Phương pháp giải: + Công thức tính nhiệt lượng: Q = P.t

+ Nhiệt lượng thu vào để vật nóng lên: Q₁=m. c. Δt

+ Công thức tính nhiệt hoá hơi: Q₂ = L.m

Trong đó, L là nhiệt hóa hơi riêng (J/kg) phụ thuộc bản chất của chất lỏng, đơn vị là jun trên kilôgam (J/kg); m là khối lượng của phần chất lỏng đã biến thành khí ở nhiệt độ sôi.

+ Công thức tính khối lượng riêng: $D=\frac{m}{V}$

+ Năng lượng của n photon: $E=n.\epsilon =n.\frac{hc}{\lambda }\Rightarrow \lambda =\frac{n.hc}{E}$

Giải chi tiết:

Nhiệt lượng mà nước nhận được từ dao laze trong 1s:

Q = P.t = 12.1 = 12 J

Nhiệt lượng này chia thành hai phần, một phần làm nước tăng lên 100⁰C, phần còn lại làm nước hoá hơi.

Vậy ta có: 

$\begin{array}{l}{Q}_1=m.c.\Delta t+L.m\Rightarrow m=\frac{Q}{c.\Delta t+L}\\ \Rightarrow m=\frac{12}{4186.\left(100-37\right)+{2260.10}^3}=4,{755.10}^{-9}{m}^3=4,755m{m}^3\end{array}$

Từ công thức liên hệ giữa khối lượng,  lượng riêng riêng và thế tích ta tính được thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s:

$m=D.V\Rightarrow V=\frac{m}{D}=\frac{4,755.{10}^{-6}}{{10}^3}=4,755.{10}^{-9}{m}^3=4,755m{m}^3$                                         

Năng lượng cần để đốt 6mm³ mô mềm là: E = 2,53.6 = 15,18J

Năng lượng này do phôtôn chùm laze cung cấp: $E=n_p.\frac{hc}{\lambda }$

Bước sóng do chùm sáng phát ra:

$\lambda =n_p.\frac{hc}{E}=45.{10}^{18}.\frac{6,625.{10}^{-34}.3.{10}^8}{15,18}=589,1798.{10}^{-9}m=589nm$

Chọn A.