Zadanie 21, SiMR - st. mgr, fizyka mgr, FIZYKA II KOLO, FIZYKA II KOLO, fizyka-kolokwium II, zadania dodatkowe

//-->.pos {position:absolute; z-index: 0; left: 0px; top: 0px;}21. Pręt lasera rubinowego ma średnicęD= 8 mm i długośćl= 60 mm. Rubin jest kryształem Al2O3, wktórym 0,03% cząsteczek stanowi domieszka Cr2O3. Gęstość rubinu jestρ= 4 g/cm3, masa molowaM=102 g/mol.a) Oszacuj maksymalną energię wypromieniowaną w impulsie tego lasera, który emituje światło odługości faliλ= 694 nm. Załóż całkowitą inwersję obsadzeń poziomów energetycznych atomów chromu.b) Traktując pręt lasera jak rezonator optyczny, oblicz ile węzłów fali stojącej znajduje się wzdłuż osilasera. O jaką wielkośćΔλnależy zmienić długość fali, aby zwiększyć liczbę węzłów o 1? Jaką częśćdługości fali stanowiΔλ?a)Emax= h�½ =ℎ = 6,63 ∗ 10−34���½���� ∗��������3∗108���� /����694∗10−9����= 0,0287 ∗ 10−17���½ = 28,7 ∗ 10−20���½Teraz mnożymy ww. energię przez liczbę cząstek n:1∗ ������������NA– liczba Avogadra = 6,022 * 10231/mol�������� ∗ 82∗ 10−6 31 ������������6−3���� = 99,97% ∗ 4 ∗ 10∗ 60 ∗ 10 ∗���� ∗����34102 ����1∗ 6,022 ∗ 1023= 712,02 ∗ 1020���������������� = 99,97% ∗ ���� ∗ ���� ∗���� = ���� ∗ ����������������= 712,02 ∗ 1020∗ 28,7 ∗ 10−20���½ = 20434,94 ���½b)Rezonator optyczny to dwa zwierciadła, z których jedno jest nieprzepuszczalne, a drugie w częściprzepuszczalne, więc umożliwia opuszczenie rezonatora przez falę.Żeby między zwierciadłami powstała fala stojąca, powinna zmieścid się w nim całkowita liczbapołówek fali.Wobec tego:����2m – całkowita liczba połówek fali���� = ���� ∗Jak widad wyżej, gdy mamy m połówek fali, to liczba węzłów jest m+1, czyli węzłów jest o jedenwięcej niż połówek długości fali.n = m+1 – liczba węzłówWstawiając do wzoru na L mamy:���� = ���� − 1 ∗����22����2 ∗ 60 ∗ 10−3�������� =+1 =+ 1 ≈ 172911 ����ę����łó��������694 ∗ 10−9����Teraz zwiększamy liczbę węzłów o 1, czyli mamy 172912 węzłów. Przyjmujemy, że zwiększamydługośd fali o Δλ.2����2����2 ∗ 60 ∗ 10−3����2=+ 1 => �������� =− ���� =− 694 ∗ 10−9=���� + ������������2− 1172912 − 1−9= 693,999 ∗ 10 − 694 ∗ 10−9= −10−12���� = −1 ��������Wyszła wartośd ujemna, czyli długośd fali należy zmniejszyd.��������10−12== 1,441 ∗ 10−6−9����694 ∗ 10

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

kachorra.htw.pl