Tia Rơn-ghen. L12.C6.P2.

TIA RƠN-GHEN

Yêu cầu:

– Cho hiệu điện thế UAK (chú ý trường hợp đối với dòng điện xoay chiều), tính động năng, vận tốc của electron khi đập vào đối catot.

– Tính nhiệt lượng tỏa ra trên đối catot khi biết hiệu suất phát xạ tia X. Tính lượng nước làm nguội đối âm cực.

– Tính bước sóng ngắn nhất, tần số lớn nhất mà tia X phát ra.

Nội dung:

Tia Rơnghen (tia X) – ống Cu-lít-rơ

Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen

           

Trong đó  là động năng của electron khi đập vào đối catốt (đối âm cực)

                 U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt

                 v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt

                 v0 là vận tốc của electron khi rời catốt (thường v0 = 0)

                 m = 9,1.10-31 kg là khối lượng electron

BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1. Một ống Ronghen hoạt động ở hiệu điện thế U = 10kV với dòng điện I = 0,001A.

a.      Tìm số electron đập vào đối catot trong một phút.

b.      Tìm động năng cực đại của một electron đập vào đối catot, coi như vận tốc ban đầu bằng 0.

c.      Tìm bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen phát ra (tia X cứng nhất).

d.      Coi rằng chỉ có 1% số electron đập vào mặt đối catot là tạo ra tia Rơnghen. Hỏi sau một phút hoạt động của ống Rơnghen nhiệt độ của đối catot tăng thêm bao nhiêu? Biết đối catot có khối lượng M = 100g và nhiệt dung riêng của chất làm đối catot c = 120J/kg.K.

BÀI GIẢI

a.      Gọi ne là số electron đập vào đối catot trong thời gian t

Ta có:

b.      Khi vận tốc ban đầu bằng 0 thì động năng ban đầu bằng 0

Theo định lí biến thiên động năng ta có:

c.      Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen phát ra là:

d.      Nhiệt độ của đối catot nóng lên do số e không tạo ra tia Rơn ghen truyền hoàn toàn động năng của mình cho đối catot

Theo bài chỉ có 1% số electron đập vào mặt đối catot là tạo ra tia Rơnghen, còn lại 99% số electron đó làm nóng đối catot

Nhiệt lượng làm nóng lên là: Q = 99%.ne.Wđ = M.c. với  là nhiệt độ tăng them

Đ/s: a, 3,75.1017 electron; b, 1,6.10-15J; c, 1,24A0; d, 49,50C

Bài 2. Một ống Rơnghen hoạt động với hiệu điện thế U = 2,5kV.

a.      Tính bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen phát ra và vận tốc của electron tới đập vào catot.

b.      Cường độ dòng điện qua ống là 0,01A. Tính số electron đập vào catot mỗi giây và nhiệt lượng cung cấp cho đối âm cực mỗi phút, giả sử toàn bộ động năng của electron dùng để đốt nóng đối âm cực.                          

BÀI GIẢI:

a.Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen phát ra là:

Khi bỏ qua động năng ban đầu thì theo định lí biến thiên động năng ta có:

b. Gọi ne là số electron đập vào đối catot trong thời gian 1s

Ta có:

Vì toàn bộ động năng của electron dùng để đốt nóng đối âm cực.      

Q = 60.ne.Wđ = 60.6,25.1016.1,6.10-19.2,5.103 = 1500 J.

                          Đ/s: a, 4,97A0, 2,96.107m/s; b, 6,25.1016 electron, 1500J.

    Bài tập trắc nghiệm

  • (1)

    Một ống Rơnghen có điện áp giữa anot và catot là 2000V, cho h = 6,625.10-34Js. Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống có thể phát ra là:

    3,46.10-10m

    5,25.10-10m

    6,21.10-10m

    4,68.10-10m

  • (2)

    Ống tia X hoạt động với hiệu điện thế cực đại 50 (kV). Bước sóng nhỏ nhất của tia X mà ống có thể tạo ra là:

    2 (A0)

    0,5 (A0).

    0,25 (A0)

    0,75 (A0)

  • (3)

    Một ống Rơn ghen phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất là 6,21.10-11m. Bỏ qua động năng ban đầu của electron. Hiệu điện thế giữa anot và catot của ống là:

    2,15kV

    21,15kV.

    20kV

    2kV

  • (4)

    Trong một ống Rơnghen người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi U = 2,1.104V giữa hai cực. Trong 1 phút người ta đếm được 6,3.1018 electron tới catốt. Cường độ dòng tia Catot qua ống Rơnghen là

    336mA.

    16,8mA.

    504mA.

    1000mA.

  • (5)

    Trong một ống Rơnghen người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi U = 2,1.104V giữa hai cực. Coi động năng ban đầu của electron không đáng kể, động năng của electron khi đến âm cực bằng

    2,1.104eV.

    4,56.104eV.

    1,05.104eV.

    4,2.104eV.

  • (6)

    Trong một ống tia X, vận tốc của mỗi hạt đập vào đối catot là 8.107 (m/s). Xác định hiệu điện thế giữa anot và catot. Bỏ qua động năng của electron khi bứt ra khỏi catot.

    16,8 kV

    16,6 kV

    12,3 kV

    18,2 kV

  • (7)

    Trong một ống Rơnghen người ta tao ra một hiệu điện thế không đổi U = 2,1.104V giữa hai cực. Tần số cực đại mà ống Rơnghen có thể phát ra là

    20,28.1018Hz.

    15,21.1018Hz.

    10,14.1018Hz.

    5,07.1018Hz.

  • (8)

    Cường độ dòng điện trong ống Rơghen là 0,64mA. Tìm số điên tử đập vào đối catot trong một phút.

    2,3.1017

    2,5.1017

    2,4.1017

    2,6.1017

  • (9)

    Một ống tia X phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 0,5Ao. Vận tốc của electron khi đập vào đối catôt bằng

    9,35.106m/s.

    9,65.107m/s.

    6,35.107m/s.

    9,35.107m/s.

  • (10)

    Một ống tia X có cường độ dòng điện qua ống là 10mA. Số electron đập vào đối catôt trong 1 phút bằng

    37,5.1018.

    37,5.1017.

    33,5.1017.

    37,5.1015.

Để lại một bình luận

Hãy trở thành người đầu tiên bình luận!

avatar
wpDiscuz
Bài liên quan
Sách và tư liệu
Đề Cương ôn tập học kì 1 – THPT Chu Văn An
No img
đề cương ôn tập học kì lớp 10 trường Chu Văn An.
Designing and studying characteristics of the sodium lidar-2010
Designing and studying characteristics of the sodium lidar-2010
ISSN 1859-4271, Những tiến bộ trong Quang học, Quang phổ và ứng dụng VI. NX Tuan, DV Trung, NT. Binh, BV. ...
Kiến thức toán cần thiết cho Vật lý 12 luyện thi đại học
Kiến thức toán cần thiết cho Vật lý 12 luyện thi đại học
Không có kỹ năng toán không thể hiểu đủ được Vật lý
Chín cách sửa tính người mà không làm họ giận giữ, phật ý
No img
Chín Cách Sửa Tính Người Mà Không Làm Họ Giận Giữ, Phật ÝNếu Bạn bắt buộc phải chỉ trích thì xin ...
Quá Tắc Quy Cung
No img
Quá Tắc Quy CungTôi ở tại một vùng ngoại ô kế cận Nữu Ước. Nhưng gần ngay nhà tôi có ...