Nhận biết (M1)

Hãy so sánh chùm hạt photon tia hồng ngoại ( nm) do cảm biến LiDAR phát ra với các hạt photon của chùm ánh sáng nhìn thấy thông thường (ví dụ ánh sáng xanh lục nm). Những nhận định nào sau đây là chuẩn xác theo thuyết lượng tử?

• A.

  Các hạt photon tia LiDAR sẽ bay nhanh hơn các hạt photon ánh sáng khả kiến để đảm bảo việc đo khoảng cách không bị trễ.

• B.

  Năng lượng của một hạt photon tia LiDAR nhỏ hơn năng lượng của một hạt photon ánh sáng khả kiến.

• C.

  Số lượng hạt photon có mặt trong một xung laser sẽ trực tiếp quyết định cường độ năng lượng của xung quét đó.

• D.

  Máy LiDAR đo lường bằng cách hứng lại các hạt photon dội về, điều này chứng minh ánh sáng có thể tương tác với vật thể như những hạt cơ học.

Giải thích đáp án:

(1) Sai. Trong môi trường đồng nhất (như không khí), các photon có bước sóng khác nhau vẫn truyền đi với tốc độ xấp xỉ bằng nhau ().

(2) Đúng. Tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn ánh sáng xanh lục, nên theo , năng lượng của photon hồng ngoại phải nhỏ hơn.

(3) Đúng. Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số lượng photon chiếu qua một diện tích trong một đơn vị thời gian.

(4) Đúng. Sự bay tới, va đập, phản xạ bề mặt và đập vào cảm biến để sinh xung điện là minh họa tiêu biểu cho tính chất hạt của ánh sáng.