Bài 28: Tia X
Video bài giảng
1. Phát hiện 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.
2. Cách tạo 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.
3. Bản chất và tính chất của 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.
4. Thang sóng điện từ
-
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:
\(\begin{array}{l}
\frac{1}{2}.mv_{max}^2 = e.{U_0} = e.U\sqrt 2 \\
\Rightarrow {v_{max}} = \sqrt {\frac{{2e.U\sqrt 2 }}{m}} = {7.10^7}(m/s)
\end{array}\)
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
Tia Rơnghen có cùng bản chất với sóng vô tuyến.
1. Phát hiện 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.
2. Cách tạo 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.
3. Bản chất và tính chất của 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.
4. Thang sóng điện từ
-
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:
\(\begin{array}{l}
\frac{1}{2}.mv_{max}^2 = e.{U_0} = e.U\sqrt 2 \\
\Rightarrow {v_{max}} = \sqrt {\frac{{2e.U\sqrt 2 }}{m}} = {7.10^7}(m/s)
\end{array}\)
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
Tia Rơnghen có cùng bản chất với sóng vô tuyến.