Bài 28: Tia X

• Năm 1895, Rơnghen làm thí nghiệm với ống catốt (Ống Rơnghen) → Chùm tia catốt (chùm electron có năng lượng rất lớn) → có sự tồn tại của bức xạ lạ → Tia X. 

→ Mỗi khi chùm tia catôt – tức là một chùm electron có năng lượng lớn – đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X.

• Dùng ống Cu-lít-giơ để tạo ra tia X: Chùm electron phát ra từ catôt được tăng tốc trong điện trường mạnh, có năng lượng lớn đến đập vào anôt làm bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn, điểm nóng chảy cao làm cho anôt phát ra tia X.

a. Bản chất

• Tia X là sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ \(10^{-11}m\) đến \(10^{-8}m\)

b. Tính chất

• Tính chất nỗi bật và quan trọng nhất của tia X là khả năng đâm xuyên. Vật cản là các tấm kim loại năng như chì (Pb) làm giảm khả năng đâm xuyên của tia X.

• Tia X có bước sóng càng ngắn, khả năng đâm xuyên càng lớn; ta nói nó càng cứng.

• Tia X làm đen kính ảnh nên trong y tế, người ta thường chụp điện thay cho quan sát trực tiếp bằng mắt.

• Tia X làm phát quang một số chất. Các chất bị tia X làm phát quang mạnh được dùng làm màn quan sát khi chiếu điện.

• Tia X làm ion hóa không khí. Đo mức độ ion hóa của không khí có thể suy ra được liều lượng tia X. Tia X cũng có thể làm bật các electron ra khỏi kim loại.

• Tia X có tác dụng sinh lí: nó hủy hoại tế bào. Vì vậy người ta dùng tia X để chữa ung thư nông.

c. Công dụng

• Sử dụng trong y học để chẩn đoán và chữa trị một số bệnh.

• Sử dụng trong công nghiệp để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể.

• Sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay.

• Sử dụng trong các phòng thí nghiệm để nghiên cứu thành phần và cấu trúc vật rắn.

• Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma, đều có cùng bản chất, cùng là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số (hay bước sóng). Các sóng này tạo thành một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ : 

  • Sóng vô tuyến → Tia hồng ngoại → Ánh sáng nhìn thấy → Tia tử ngoại → Tia X → Tia Y là thang sóng điện từ  (f tăng dần).

• Sự khác nhau về tần số (hay bước sóng) của các loại sóng điện từ dẫn đến sự khác nhau về tính chất và tác dụng của chúng.

• Thực ra, ranh giới giữa các vùng trong thang sóng điện từ là không rõ rệt.

Bài 1: 

Một ống Cu-lit-giơ có công suất trung bình 400 W, điện áp hiệu dụng giữa anôt và catôt là 10 kV. Tính:

    a) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua ống.

    b) Tốc độ cực đại của các electron khi tới anôt.

Hướng dẫn giải: 

a) Ta có: \(I=\frac{P}{U}=0,04(A)\)

b) Ta có: \(\frac{1}{2}.mv_{max}^{2}=e.U_0\) = \(e.U\sqrt{2}\)

→ \(v_{max}=\sqrt{\frac{2e.U\sqrt{2}}{m}}=7.10^7(m/s)\)

Bài 2:

Khi nói về tia Rơn-ghen và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?

A.Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ.

B. Tần số của tia Rơn-ghen nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại.

C.Tần số của tia Rơn-ghen lớn hơn tần số của tia tử ngoại.

D.Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có khả năng gây phát quang một số chất.

Hướng dẫn giải:

Bước sóng của tia Rơn-ghen nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại. 

→ \(f_R> f_{TN}\)

Chọn đáp án  B

Bài 3: 

Tia Rơnghen có: 

A. Cùng bản chất với sóng âm.                              

B. Bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại.

C. Cùng bản chất với sóng vô tuyến.                     

D. Điện tích âm.

Hướng dẫn giải:

• Chọn đáp án C

Qua bài giảng Tia X này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như : 

• Nêu được cách tạo, tính chất và bản chất của tia X.

• Nhớ được một số ứng dụng của tia X.

• Thấy được sự rộng lớn của phổ sóng điện từ, do đó thấy được sự cần thiết phải chia phổ ấy thành các miền, theo kĩ thuật sử dụng để nghiên cứu và ứng dụng sóng điện từ trong mỗi miền.

• Phân biệt được bản chất của tia X với bản chất của các loại bức xạ khác

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 28 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Chùm tia X phát ra từ một ống tia X (ống Cu-lít-giơ) có tần số lớn nhất là 6,4.10¹⁸ Hz. Bỏ qua động năng các êlectron khi bứt ra khỏi catôt. Tính hiệu điện thế giữa anôt và catôt của ống tia X.

  • A. 26,5.10³ V.
  • B. 36,5.10³ V.
  • C. 46,5.10³ V.
  • D. 66,5.10³ V.

• Câu 2:

  Một ống Rơnghen có điện áp giữa anốt và katốt là 2000V. Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống có thể phát ra là 

  • A. \(4,42.10^{-10}m\)
  • B. \(3,105.10^{-10}m\)
  • C. \(6,21.10^{-9}m\)
  • D. \(6,21.10^{-10}m\)

• Câu 3:

  Tần số lớn nhất trong chùm bức xạ phát ra từ ống Rơnghen ℓà 4.1018 Hz. Hiệu điện thế giữa hai cực của ống là

  • A. 16,56 kV 
  • B. 17,56 kV 
  • C. 18,56 kV 
  • D. 19,56 kV 

• Câu 4:

  Một ống Culigio mỗi giây có \(2.10^{18}\) electron chạy qua ống. Xác định cường độ dòng điện chạy trong ống?

  • A. 3,2 A
  • B. 3,2mA
  • C. 0,32 A 
  • D. 0,64 A 

Câu 5- Câu 12: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 28 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 28.7 trang 79 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.8 trang 79 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.9 trang 79 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.10 trang 79 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.11 trang 80 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.12 trang 80 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.13 trang 80 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.14 trang 80 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.15 trang 80 SBT Vật lý 12

Bài tập 28.16 trang 80 SBT Vật lý 12

Bài tập 1 trang 213 SGK Vật lý 12 nâng cao

Bài tập 2 trang 213 SGK Vật lý 12 nâng cao

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!