PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TIA RƠN-GHEN(TIA X)
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Ống Rơn-ghen:
- Cường độ dòng qua ống Rơn-ghen:
\(I = \frac{q}{t} = \frac{{N|e|}}{t}\)
(với N là số eletcron phát ra trong thời gian t giây )
- Định lý động năng:
+ Áp dụng định lí động năng:
\(\begin{array}{l}
\Delta {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}{m_e}{v^2} - \frac{1}{2}{m_e}{v_0}^2 = e{U_{AK}}\\
\Rightarrow U = \frac{{{m_e}{v^2}}}{{2e}}
\end{array}\)
+ Công của lực điện làm electron chuyển động từ K đến A:
\({{\rm{A}}_{{\rm{A}}K}} = ( - e){U_A}_K = e{U_{AK}}\)
+ Động năng ban đầu của electron bức xạ nhiệt ra khỏi K và Động năng lúc sau của electron bức xạ nhiệt khi đến A
+ Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: Động năng của electron chuyển hóa thành năng lượng của tia X
- Kết quả:
\(\begin{array}{l}
{f_{\mathop{\rm m}\nolimits} }_{ax} = \frac{{|e|{U_{AK}}}}{h}\\
{\lambda _{\min }} = \frac{{hc}}{{|e|{U_{AK}}}}
\end{array}\)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là 18,75 kV. Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen do ống phát ra là bao nhiêu?
Biết độ lớn điện tích electron, vận tốc ánh sáng trong chân không và hằng số Plăng lần lượt là 1,6.10-19 C, 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s. Bỏ qua động năng ban đầu của electron.
A. 0,4625.10-9 m.
B. 0,5625.10-10 m.
C. 0,6625.10-9 m.
D. 0,6625.10-10 m.
Giải
Ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}m{v^2} = e{U_{AK}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _{\min }}}}}\\
{ \Rightarrow {\lambda _{\min }} = \frac{{hc}}{{e{U_{AK}}}} = 0,{{6625.10}^{ - 10}}m}
\end{array}\)
Chọn D
Ví dụ 2: Ống tia Rơnghen hoạt động với hiệu điện thế 50kV. Bước sóng cực tiểu của tia X được phát ra là:
A. 0,248 Ao
B. 1,0 Ao
C. 0,751 Ao
D. 0,535 Ao
Giải
Ta có:
\(e{U_{\max }} = \frac{{hc}}{{{\lambda _{\min }}}} \Rightarrow {\lambda _{\min }} = \frac{{hc}}{{e{U_{\max }}}} = 0,248{A^0}\)
Chọn A
Ví dụ 3: Hiệu điện thế giữa hai cực anôt và catôt của một ống Cu - lit - giơ là 30 kV. Bỏ qua động năng ban đầu của electron khi bứt ra khỏi catôt. Tần số lớn nhất của tia Rơnghen mà ống này phát ra là?
A. 1,025.1019
B. 4,685.1018
C. 7,25.1019
D. 8,084.1018
Giải
Đặt hiệu điện thế U vào 2 cực của ống Cu - lít - giơ khi đó các electron bắn ta từ catốt sẽ đến anốt và làm bật tia X từ kim loại (anốt).
Nếu bỏ qua động năng ban đầu của electron khi bứt ra khỏi catốt thì ta có phương trình sau:
\(\begin{array}{l}
{\rm{h}}{{\rm{f}}_{{\rm{max}}}}{\rm{ = eU}}\\
\Rightarrow {f_{max}} = \frac{{eU}}{h} = \frac{{1,{{6.10}^{ - 19}}{{.30.10}^3}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}}} \approx 7,{25.10^{18}}Hz.
\end{array}\)
Chọn C
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. 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 quang điện qua ống Rơnghen là
A. 16,8mA. B. 336mA.
C. 504mA. D. 1000mA.
Câu 2. 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
A. 1,05.104eV.
B. 2,1.104eV.
C. 4,2.104eV.
D. 4,56.104eV.
Câu 3. 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
A. 5,07.1018Hz.
B. 10,14.1018Hz.
C. 15,21.1018Hz.
D. 20,28.1018Hz
Câu 4. Hiệu điện thế giữa đối catốt và catốt của một ống tia Rơnghen là 24kV. Nếu bỏ qua động năng của elctrron bứt ra khỏi catốt thì bước sóng ngấn nhất do ống tia Rơnghen này phát ra là
A. 5,2pm. B. 52pm.
C. 2,8pm. D. 32pm
...
ĐÁP ÁN
| 1A | 2B | 3A | 4B | 5C | 6A | 7B | 8B |
-(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Tia rơn-ghen (Tia x) môn Vật Lý 12 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
