Giải bài tập Vật lý 12 Bài 28: Tia X
§28. TIA X A. KIẾN THỨC Cơ BẢN Nguồn phát tia X: Mỗi khi một chùm tia catôt, tức là một chùm electron có năng lượng lớn, đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X. Bản châ't và tính chất của tia X: Tia X có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng trong khoảng từ 10_11m đến 10_8m. Tia X có đầy đủ tính chất của tia tử ngoại, ngoài ra tia X còn có khả năng đâm xuyên, tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn, tức là tia X càng cứng. Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều có cùng bản chất là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần sô' (hay bước sóng) mà thôi. B. CÂU HỎI SAU BÀI HỌC Tia X là gì? Trình bày cấu tạo và hoạt dộng của ống Cu-lít-giơ. Nêu các tính chất và tác dụng của tia X. Nêu tên các sóng hoặc tia trong thang sóng diện từ theo thứ tự từ bước sóng ngắn đến bước sóng dài. Hướng dẫn giải Tia X là sóng điện từ có bước sóng từ 10_11m đến 10“8m. + J? Cấu tạo và hoạt động của ô'ng Cu-lít-giơ: Tia X Catôt K: bằng kim loại, hình chỏm cầu để làm cho các electron phóng ra từ FF' đều hội tụ vào anôt. Anôt A: bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao. Cấu tạo: Ong Cu-lít-giơ là một ông thuỷ tinh bên trong là chân không, gồm một dây nung bằng vonfam FF' dùng làm nguồn electron và hai điện cực. Hoạt động: Dây FF' được nung nóng bằng một dòng điện. Người ta đặt giữa anôt và catôt một hiệu điện thế cỡ vài chục kilôvôn. Các electron bay ra từ FF' đến đập vào anôt làm phát ra tia X. a) Các tính chất của tia X: Tia X có khả năng đâm xuyên. Làm đen kính ảnh. Làm phát quang một số chất. Làm ion hoá không khí. Có tác dụng sinh lí. b) Tác dụng của tia X: Tia X dùng trong y học để chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư nông. Trong công nghiệp để tìm khuyết tật các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể. Trong giao thông để kiểm tra hành lí của các hành khách đi máy bay... Các sóng hoặc tia trong thang sóng điện từ theo thứ tự từ bước sóng ngắn đến bước sóng dài: tia gama, tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoài, sóng vô tuyến. c. BÀI TẬP Chọn câu đúng. B. lớn hơn tia tử ngoại D. không thế do dược. Tia X có bước sóng A. lán han tia hồng ngoại, c. nhỏ hơn tia tử ngoại Hiệu diện thế giữa anôt và catôt của một ống Cu-lít-giơ là lOkV. Tinh tốc dộ và động năng cực dại của các electron, khi đập vào anôt. Cho biết: khối lượng và điện tích của electron: me = 9,1.10'31 kg; e = -l,6.10~I9C. Một ống Cu-lit-gỉơ có công suất 400W, hiệu điện thế giữa anôt vờ catôt có giá trị ỈOkV. Hãy tính: Cường độ dòng diện trung bình và số electron qua ống trong mỗi giây. Nhiệt lượng tỏa ra trên anôt trong mỗi phút. Hướng dẫn giải Chọn đáp án c. Tia X có bước sóng từ 10 "m đến 10 8m, nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại. Khi electron chuyển động về anôt, áp dụng định lí động năng ta có: max wđ = e umax = l,6.10’19.10.103. Vã = l,6.10~15. V2 = 2,26.10’15 (J) Tốc độ của electron: 2W, m a) Cường độ điện trung bình qua ống: 400 10.103 0,04(A) Gọi n là số electron qua ông trong mỗi giây Ta có: 1 = ^-^ => n = — = ■ = 2,5.1017 electron / s t e 1,6.10 i9 b) Nhiệt lượng tỏa ra trên đốì catôt trong mỗi phút Q = p.t = 400.60 = 24000 (J)