Розрахункова частина ідз
Необхідно провести розрахунок задач відповідно таблиці варіантів (п.4 таблиці, т.б. свого варіанту).
Задача № 1
Довжина випромінювальної хвилі дорівнює (0,3+(n/33)) мкм. Визначити різницю енергій рівнів, між якими спостерігається цій перехід. Вказати частоту відповідного випромінювання.
Задача № 2
Визначити час життя верхнього лазерного рівня рубінового лазеру =(0,55+(n/40)) мкм, якщо ефективний перетин генераційного переходу дорівнює 12=((n+5)/2) 10-20 см2, а інтенсивність насичення складає (1+(n/5)) 103 вт / см 2.
Задача № 3
Обчислити перетин поглинання іонів Cr+3 в рубіні з концентрацією (1+5n)1018 см-3, якщо на довжині хвилі 0,54 мкм інтенсивність світла, що пройшло крізь пластину завтовшки 0,5 см, падає в (1+7n) 103 рази.
Задача № 4
Оцінити число можливих мод в оптичному резонаторі з наступними параметрами: радіус освітленої плями на поверхні дзеркала а= ((0.2/n)+5) см, довжина резонатора L= ((0.2/n)+5) м, λ =488 нм, = (3/n) ГГц.
Задача № 5
Обчислити добротність оптичного резонатора, довжина якого L = 1 м, λ0=((n+5)/2) мкм, коефіцієнт віддзеркалення дзеркал r1=0.9, r2 = 1.
Задача № 6
Пучок рубінового лазеру (λ=((n+2)/20) мкм) проходить через телескоп діаметром 1 м та посилається на Луну. Розрахувати діаметр D пучка на Луні, припускаючи, що пучок має повну просторову когерентність. Відстань від Землі до Луни приблизно дорівнює 384000 км.
Задача № 7
Лазерний резонатор складається з двох дзеркал с коефіцієнтом відображення R1=0,5, R2=1. Довжина активного середовища L = (3n) см, а переріз переходу (1+(n/3))*10-19 см2. Розрахувати порогову інверсію населеностей. При розрахунках втрати в об’ємі резонатора не враховувати. Рівні вважать не виродженими (g1=g2=1).
Задача № 8
У скільки разів зменшиться інтенсивність електромагнітної хвилі (=1,25мкм), яка пройшла крізь пластину товщиною 0,8 см. Перетин поглинання 12=510-18 см2. Населеність основного рівня в стані термодинамічної рівноваги N1=(1+(n/5))1018 см-3.
Задача № 9.
Гелій – неоновий лазер, який працює в неперервному режимі, дає випромінювання монохроматичного світла з довжиною хвилі (500+40*n) нм, розвиваюча потужність (40+20*n) мВт. Скільки фотонів випромінює лазер за 5с ?
Задача № 10.
Лазер,
який працює в імпульсному режимі,
споживає потужність (n+2)
кВт. Тривалість одного імпульсу 5 мкс,
а кількість імпульсів в
дорівнює (200+10*n).
Знайти
енергію випромінювання і потужність
одного імпульсу, якщо на випромінювання
йде
*n
%
споживаємо потужності.
Задача № 11.
Рідкий
лазер, який працює в імпульсному режимі,
за один імпульс, тривалістю
випромінює ((n+2)/10)
променистої енергії. Розбіжність
випроміненого променя (1+(n/5))
мрад. Знайти щільність потоку випромінювання
на відстані 6 м від лазера і порівняти
його з щільністю випромінювання поверхні
Сонця у всьому діапазоні випромінювання
Задача № 12.
Знайти коефіцієнти Ейнштейна для спонтанних і вимушених переходів, якщо довжина хвилі випромінювання (0,45+ (n/40)) мкм, а розмір системи (1+(n/5)) Å. Який термін життя системи?
Задача № 13.
Лазер випромінює в імпульсі тривалістю 0,1 мс пучок світла енергією n Дж. Знайти середній тиск такого світлового імпульсу, якщо його сфокусувати в пляму діаметром n мкм на поверхню перпендикулярну до променя з коефіцієнтом відбивання (0,1+(n/40)).
Задача № 14
Відношення
населеностей
двох рівнів, які знаходяться в
термодинамічній рівновазі при температурі
Т = (300+(n/2))
К,
дорівнює 1/е . Обчислити частоту
випромінювання ,
яка відповідає переходу між цими рівнями.
Визначити, у яку область спектра
електромагнітних коливань потрапляє
випромінювання такої частоти. Вважати
g1=g2=1.
Задача № 15
Визначити, в скільки разів відрізняється доплерівська розширена лінія у атома неону λNe =(0.5+(n/20)) мк і молекули СО2 λCo2 =(10+(n/20)) мк при Т=400 К.
!!! В умовах задач n – номер студента за списком таблиці варіантів (п.4 таблиці).
**************************************************
Приклад виконання розрахункової частини
**************************************************
Задача 1. Гелій – неоновий лазер, який працює в неперервному режимі, дає випромінювання монохроматичного світла з довжиною хвилі 6300 нм, розвиваюча потужність 400 мВт. Скільки фотонів випромінює лазер за 1с ?