Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X

141 lượt xem

Bài trước

Bài sau

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 28: Tia X chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Tia X lớp 12.

Bài giảng Vật lí 12 Bài 28: Tia X

Giải bài tập Vật Lí Lớp 12 Bài 28: Tia X

Câu hỏi và bài tập (trang 146 SGK Vật Lí 12)

Bài 1 trang 146 SGK Vật Lí 12: Tia X là gì?

Lời giải:

Tia X là sóng điện từ có bước sóng ngắn từ 10-11m đến 10-8m

Bài 2 trang 146 SGK Vật Lí 12: Trình bày cấu tạo và hoạt động của ống Cu-lít-giơ ?

Lời giải:

Để tạo tia X, người ta dùng ống Cu – lít – giơ. Ống Cu – lít – giơ là một ống thuỷ tinh (hình vẽ) bên trong là chân không, gồm một dây nung bằng vonfam FF’ dùng làm nguồn electron và hai điện cực:

Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X (ảnh 1)

- Một catot K, bằng kim loại, hình chỏm cầu để làm cho các electron phóng ra từ FF’, đều hội tụ vào anot A.

- Một anot A làm bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao, được làm nguội bằng một dòng nước khi ống hoạt động.

Dây FF’ được nung nóng bằng một dòng điện. Người ta đặt giữa anot và catot một hiệu điện thế cỡ vài chục kilovon. Các electron bay ra từ dây nung FF’ sẽ chuyển động trong điện trườn mạnh giữa anot và catot đến đập vào A và làm cho A phát ra tia X.

Bài 3 trang 146 SGK Vật Lí 12: Nêu các tính chất và tác dụng của tia X?

Lời giải:

Các tính chất và tác dụng của tia X

- Tính chất:

+ Tính chất nổi bật và quan trọng nhất của tia X là khả năng đâm xuyên.

+ Tia X làm đen kính ảnh.

+ Tia X làm phát quang một số chất.

+ Tia X làm ion hoá không khí.

+ Tia X có tác dụng sinh lí: nó huỷ diệt tế bào.

- Tác dụng:

+ Y học: chụp chiếu điện, chữa ung thư.

+ Trong công nghiệp: tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể.

+ Trong giao thông: kiểm tra hành lí của hành khách.

+ Trong các phòng thí nghiệm: nghiên cứu thành phần và cấu trúc của các vật rắn.

Bài 4 trang 146 SGK Vật Lí 12: Nêu tên các sóng và tia trong thang sóng điện từ theo thứ tự từ bước sóng ngắn đến bước sóng dài ?

Phương pháp giải:

Sử dụng thang sóng điện từ:

Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X (ảnh 2)

Lời giải:

Ta có, thang sóng điện từ

Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X (ảnh 2)

=> Thứ tự bước sóng từ ngắn đến dài là:

Tia gamma, tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, sóng vô tuyến.

Bài 5 trang 146 SGK Vật Lí 12: Chọn câu đúng

Tia X có bước sóng

A. Lớn hơn tia hồng ngoại.

B. Lớn hơn tia tử ngoại.

C. Nhỏ hơn tia tử ngoại.

D. Không thể đo được.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng định nghĩa về tia X: Tia X là sóng điện từ có bước sóng ngắn từ 10-11m đến 10-8m

+ Vận dụng thang sóng điện từ

Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X (ảnh 2)

Lời giải:

Ta có thang sóng điện từ:

Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X (ảnh 2)

Tia X là sóng điện từ có bước sóng ngắn từ 10-11m đến 10-8m

Dựa vào thang sóng điện từ => Tia X có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại.

Bài 6 trang 146 SGK Vật Lí 12: Hiệu điện thế giữa anôt và catôt của một ống Cu- lít- giơ là 10 kV. Tính tốc độ và động năng cực đại của các êlectron, khi đập vào anôt.

Cho biết khối lượng và điện tích của êlectron:

me = 9,1.10-31 kg; -e = -1,6. 10-19 C.

Phương pháp giải:

+ Áp dụng định lý biến thiên động năng $W_{d_{m a x}} - W_{0} = A = e U$

+ Sử dụng biểu thức tính động năng: $W_{d} = \frac{1}{2} m v^{2}$

Lời giải:

Áp dụng định lý biến thiên động năng ta có:

$W_{d_{m a x}} - 0 = A_{n g o a i l u c} = e U$

=> Động năng cực đại của các electron khi đạp vào anốt: $W_{d_{m a x}} = e U = 1, {6.10}^{- 19} .10 {.10}^{3} = 1, {6.10}^{- 15} (J)$

Lại có: $W_{d_{m a x}} = \frac{1}{2} m v^{2}$

=> Tốc độ cực đại của các electron khi đập vào anốt: $v = \sqrt{\frac{2 W_{d_{m a x}}}{m}} = \sqrt{\frac{2.1, {6.10}^{- 15}}{9, {1.10}^{- 31}}} = 5, {93.10}^{7} m / s$

Bài 7 trang 146 SGK Vật Lí 12: Một ống Cu-lít-giơ có công suất 400 W, hiệu điên thế giữa anôt và catôt có giá trị 10kV. Hãy tính:

a) Cường độ dòng điện và số êlectron qua ống trong mỗi giây.

b) Nhiệt lượng tỏa ra trên anôt trong mỗi phút

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính cường độ dòng điện $I = \frac{P}{U}$

Công thức tính nhiệt lượng Q = Pt

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện:

$I = \frac{P}{U} = \frac{400}{10000} = 0, 04 = 40 m A$

Số êlectron qua ống trong mỗi giây:

$N = \frac{I}{e} = \frac{0, 04}{1, {6.10}^{- 19}} = 2, {5.10}^{17}$ êlectron/ giây

b) Nhiệt lượng tỏa ra trên anôt trong mỗi phút: $Q = P t = 400. 60 = 24000 J = 24 k J$

Lý thuyết Bài 28: Tia X

A – Kiến thức trọng tâm

1. Định nghĩa

Là sóng điện từ có bước sóng ngắn (10-8 - 10-11m)

Sóng điện từ, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại và tia X đều có bản chất là sóng điện từ, nhưng chúng có những tính chất và tác dụng khác nhau.

2. Nguồn phát

Ống Cu-lít-giơ (hay ống tia X): Chùm electron có năng luợng lớn đập vào kim loại nguyên tử lượng lớn → làm phát ra tia X

3. Tính chất

- Tính chất nổi bật và quan trọng nhất là khả năng đâm xuyên. Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn (càng cứng).

- Làm đen kính ảnh.

- Làm phát quang một số chất.

- Làm ion hoá không khí.

- Có tác dụng sinh lí.

4. Ứng dụng

- Trong y học: Chẩn đoán bệnh, chữa bệnh ung thư.

- CN cơ khí : kiểm tra khuyết tật trong sản phẩm đúc.

B - Sơ đồ tư duy về tia X

Giải Vật Lí 12 Bài 28: Tia X (ảnh 3)

Xem thêm các chương trình khác:

Bài trước

Bài sau

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Vật Lý Lớp 12