Phương pháp giải bài tập tia X Vật Lý 12

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 12

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TIA X

1) Tính bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra:

Khi dòng quang electron đến đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn và đột ngột dừng lại thì phát ra tia X

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

 Năng lượng dòng electron = năng lượng tia X+ Nhiệt năng (nhiệt năng rất lớn so với năng lượng tia X)

$\iff \epsilon ={\epsilon }_X+Q\ge {\epsilon }_X$

$\Rightarrow \frac{hc}{{\lambda }_X}\le \epsilon \Rightarrow {\lambda }_X\ge \frac{hc}{\epsilon }$

Ta có năng lượng của dòng quang electron = động năng của chùm quang electron khi đập vào đối Katốt

$\epsilon ={\mathrm{W}}_d=e.U_{AK}$

$\Rightarrow {\lambda }_X\ge \frac{h.c}{e{U}_{AK}}$

Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra là:

${\lambda }_{Xmin}=\frac{hc}{e.U_{AK}}$

$U_{AK}$ : điện áp đặt vào Anốt và Katốt của ống Cu - lít - giơ(ống Rơnghen)

2) Tính nhiệt lượng làm nóng đối Katốt.

Nhiệt lượng làm nóng đối Katốt bằng tổng động năng của các quang electron đến đập vào đối Katốt

Q =W = N.W_đ = N.e.

N tổng số quang electron đến đối Katốt.

Mà Q=mC(t₂-t₁), với C nhiệt dung riêng của kim loại làm đối Katốt

Bài toán mẫu

Hướng dẫn giải:

a)

Ta có  $I=\frac{N.e}{t}$  số electron đập vào đối Katốt  sau 1 phút: 

$N=\frac{I.t}{e}=\frac{{1.10}^{-3}.60}{1,{6.10}^{-19}}=3,{74.10}^{17}$ hạt

b) Động của quang electron đập vào đối Katốt

W_đ=|e|.U_AK=1,6.10^-19.10.10³=1,6.10^-15J

c) Theo định luật bảo toàn năng lượng:

 Năng lượng dòng electron = năng lượng tia X+ Nhiệt năng

$\iff \epsilon ={\epsilon }_X+Q\ge {\epsilon }_X$

$\Rightarrow \frac{hc}{{\lambda }_X}\le \epsilon \Rightarrow {\lambda }_X\ge \frac{hc}{\epsilon }$

Ta có năng lượng của dòng quang electron = động năng của chùm quang electron khi đập vào đối Katốt

$\epsilon ={\mathrm{W}}_d=e.U_{AK}$

$\Rightarrow {\lambda }_X\ge \frac{hc}{e.U_{AK}}$

Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra là: ${\lambda }_{Xmin}=\frac{hc}{e.U_{AK}}=\frac{6,{635.10}^{-34}{.3.10}^8}{1,{6.10}^{-19}{.10.10}^3}$ =1,24. m

d) Vì chỉ có 1% số e đập vào đối Katốt  tạo ra tia X nên 99% động năng biến thành nhiệt làm nóng Ka tốt

Q=99%N.W_đ =m.C.$\mathrm{\Delta }t$ $\Rightarrow \mathrm{\Delta }t=\frac{99\mathrm{\%}N.{\mathrm{W}}_d}{m.C}=\frac{0,99.3,{74.10}^{17}.1,{602.10}^{-15}}{0,1.120}$ =49,368⁰C

Trên đây là phần trích đoạn một phần nội dung trong Chuyên đề Phương pháp giải bài tập tia X của chương V- Sóng ánh sáng - Vật Lý 12. Để xem toàn bộ nội dung 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 lớp 12 ôn tập tốt và đạt thành tích cao nhất trong kỳ thi THPT Quốc gia 2018 sắp tới.

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Chuyên đề bồi dưỡng HSG Vật lý 12 - Dao Động Cơ Học

• Chuyên đề Hướng dẫn cách đọc Đồ thị li độ trong Dao Động Điều Hòa

• Đề thi thử THPT QG 2017 môn Vật Lý lần 1 trường Chuyên Quốc Học - Huế 

Chúc các em học tập tốt !