華中科技大學(xué)激光原理考研題庫(kù)及答案-資料下載頁(yè)
2025-06-27 23:46本頁(yè)面
【正文】 量是多大？（2）試求激光光軸處鐵的熔化深度。已知鐵的表面反射率為80%，?℃，,?℃，且均不隨溫度而變化。答：（1）（2）令其中：；；；；；；根據(jù)以上條件用計(jì)算機(jī)編程，解上述方程可得熔化深度z。7．（1）如（79）和（710）式表明的激光打孔的簡(jiǎn)化的幾何—物理模型，對(duì)于估算激光打孔的深度和半徑有一定的參考價(jià)值，試由（79）和（710）兩式在的條件下導(dǎo)出（711）和（712）兩式。（2），，在厚度為5毫米的硬質(zhì)合金刀頭上打通孔，需要的激光總能量是多少？答：（1）證明：對(duì)上式兩邊進(jìn)行積分可得：同理有即證。（2） 思考練習(xí)題99. 種光盤(pán)的記錄范圍為內(nèi)徑50mm、外徑130mm的環(huán)形區(qū)域，記錄軌道的間距為2。假設(shè)各軌道記錄位的線(xiàn)密度均相同，，試估算其單面記錄容量。答：在內(nèi)徑和外徑之間存在的軌道數(shù)為：個(gè)。每個(gè)軌道記錄的容量為：，其中所以總的單面記錄容量為：10. 如圖931所示的中繼透鏡激光掃描系統(tǒng)中，如果前后兩個(gè)透鏡組成的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的放大倍數(shù)為2，掃描鏡（1）可以完成的掃描角度為20186。，后透鏡的焦距為30mm，試問(wèn)前透鏡的相對(duì)孔徑為多大（相對(duì)孔徑定義為透鏡通光口徑與其焦距之比）？答： 前透鏡的相對(duì)孔徑僅與掃描鏡（1）可以完成的掃描角度有關(guān)。掃描鏡（1）可以完成的掃描角度為20186。，故其半掃描角為10186。，對(duì)應(yīng)的相對(duì)孔徑為 思考練習(xí)題102．DT核聚變，壓縮點(diǎn)燃的燃料密度和半徑之積rR=3~4g/cm2，等離子的能量是1kev，試證核聚變點(diǎn)火時(shí)，核聚變釋放能是等離子體熱能的1500倍。答：等離子的能量是1kev 對(duì)應(yīng)著等離子氣體中粒子的一定的速度分布，對(duì)應(yīng)著等離子的溫度，因此也常常說(shuō)1kev是該等離子的溫度。對(duì)于氘和氚聚變產(chǎn)生中子和的反應(yīng)， 如果等離子的溫度是，反應(yīng)所產(chǎn)生的兩個(gè)電子與D和T處于熱平衡，那么等離子體在聚變中消耗的熱能為。燃燒率與壓縮點(diǎn)燃的燃料密度和半徑之積有關(guān)，參考《受控核聚變導(dǎo)論》（, ；李銀安等譯；北京：原子能出版社，1981，11）可得，壓縮點(diǎn)燃后實(shí)際聚變?nèi)紵牡入x子體占總等離子體的比率為。因此產(chǎn)生的總能量為。而核聚變釋放的能量倍率為：即核聚變釋放能量是等離子熱能的1500倍左右。4．試描述激光操縱微粒的幾何光學(xué)原理。如在圖107中a,b兩束光之間的夾角為120度，夾角平分線(xiàn)與z軸平行，焦點(diǎn)f位于處，微粒直徑為1微米，微粒主要有水組成（），周?chē)强諝?。若兩束光的波長(zhǎng)為633納米，功率均為1納瓦，試求微粒所受到的作用力的方向和大小。答：由于對(duì)稱(chēng)性可以得出微粒所受到的作用力的方向在圖107中是沿z軸的反方向向上的。其大小則需要進(jìn)行計(jì)算。首先微粒表面方程和a,b兩光線(xiàn)方程可以分別表示為：將這幾個(gè)方程聯(lián)立可以解出a、b兩光束的入射點(diǎn)坐標(biāo)為： 在該點(diǎn)的入射角為：出射角為：在微粒中的光程為 如果光在通過(guò)微粒同時(shí)除了折射以外沒(méi)有損失，其進(jìn)入微粒時(shí)和離開(kāi)微粒時(shí)具有的動(dòng)量大小相等，方向有一個(gè)小的偏轉(zhuǎn)，如果光子的動(dòng)量為，其通過(guò)微粒產(chǎn)生的動(dòng)量變化為 a、 b兩光束的單個(gè)光子引起的動(dòng)量變化矢量和為作用力的大小與動(dòng)量的變化率相等，因此要求出光在微粒中穿過(guò)需要的時(shí)間：?jiǎn)蝹€(gè)光子造成的受力大小為 功率為P的入射光在時(shí)刻內(nèi)照射在微粒上的總能量為：相應(yīng)光子總數(shù)為兩束光強(qiáng)度相同，具有相同的光子數(shù)，因此功率為P的兩束入射光在時(shí)刻內(nèi)照射在微粒上引起的微粒總的動(dòng)量變化為受力為5．SiSi結(jié)合鍵的離解能是337kJ/mol。試用eV單位，頻率單位表示該能量。并計(jì)算對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。答：（1）一個(gè)SiSi結(jié)合鍵的離解能是而；所以一個(gè)SiSi結(jié)合鍵的離解能為。（2）用頻率表示的能量為 ，則有：（3）6．試說(shuō)明多光子吸收的原理。如果光源是CO2激光會(huì)發(fā)生怎樣的多光子吸收？如果要實(shí)現(xiàn)的光離解反應(yīng)，1Mol需要多少M(fèi)ol CO2激光光子才能夠完成上述反應(yīng)（根據(jù)圖1011作近似計(jì)算）？答：的光離解反應(yīng)需要離解一個(gè)鍵，要發(fā)生上述離解反應(yīng)，從圖1011可查出1mol的需要的能量約為380kJ；另一方面，CO2激光光子的波長(zhǎng)為1060nm，1molCO2激光光子的能量為：因此，離解1Mol需要的 CO2激光光子mol數(shù)為：。31
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