Question

纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W氩激光器，能发出波长λ=500nm的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要2×10-3J的能量，则每次“点焊”视网膜的时间是多少？在这段时间内发出的激光光子的数量是多少？

Answer 1

分析：激光器的功率为10W，每秒发出10J的能量，能量公式E=Pt求出每次“点焊”视网膜的时间．每个光子的能量为E₀=hγ=h

c

λ

，由每次“点焊”需要的能量与每个光子的能量之比求出光子数．

解答：解：（1）已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10^-3J，根据E=Pt得
每次“点焊”视网膜的时间是
t=

E

P

=

2×10-3

10

s=2×10^-4s
（2）设每个光子的能量为E₀，则E₀=hγ=h

c

λ

在这段时间内发出的激光光子的数量n=

E

E0

=

Eλ

hc

=

2×10-3×500×10-9

6.63×10-34×3×108

个≈5×10¹⁵个
答：每次“点焊”视网膜的时间是2×10^-4s．在这段时间内发出的激光光子的数量是5×10¹⁵个．

点评：本题考查对光子能量的掌握程度．光子能量公式有两种形式E₀=hγ=h

c

λ

．1nm=10^-9m．