Diễn Đàn Vật Lý | Thư Viện Vật Lý

1 ống tia X hoạt động ở hiệu điện thế [tex]_{U_{AK}}[/tex]=12kV. mỗi s có 3,4.[tex]^{10^{17}}[/tex] electron đến đập vào đối catot. 1% động năng của dòng e chuyển thành năng lượng bức xạ tia X. Bỏ qua động năng của e khi bứt ra khỏi catot. Sau mỗi phút nhiệt độ đối catot tăng thêm [tex]^{2012^{0}}[/tex]C. Nhiệt dung riêng của chất làm đối catot là 0,13J/gK. Bước sóng nhỏ nhất của tia X phát ra, vận tốc của e khi đến đối catot và khối lượng m của đối catot là?
mong thầy cô giải giúp em phần bước sóng nhỏ nhất của tia X!

Động năng 1 electron khi đến anode
[tex]W_{da}=|e|.U_{AK}=1,92.10^{-15}(J) ==> v = \sqrt{\frac{2W_{da}}{m}}=65.10^6(m/s)[/tex]
Động năng các electron đến Anode trong 1s : [tex]Wd=N.W_{da}=652,8J.[/tex]
Phần động năng chuyển thành nhiệt trong 1s : [tex]Q_s=\frac{99}{100}Wd=646,272(J)[/tex]
Nhiệt trong 1 phút : [tex]Q_p=60.Q_s=38776,32(J)[/tex]
==> Mặt khác [tex]Q_p=mc.\Delta t  ===> m = 148,25g[/tex]

thưa thầy bước sóng ngắn nhất của tia X tính thế nào ạ?

+ Bước sóng ngắn nhất mà tia x có thể phát ra khi động năng electron đến anode chuyển hết hoàn toàn thành năng lượng tia x.[tex]\lambda_{min}=\frac{hc}{w_{da}}[/tex]
+ Nhưng do giả thiết khống chế chỉ có 1% động năng chuyển thành năng lượng tia x nên theo thầy bước sóng ngắn nhất cũng chính bằng [tex]\lambda_{min}=\frac{100.hc}{w_{da}}[/tex]

thưa thầy em cũng hiểu như thế nhưng nếu thế thì không đáp án
chỉ coi toàn bộ động năng chính là năng lượng của tia X thì mới ra đáp án
đây là đề thi thử chuyên nguyễn huệ lần 3 thầy ạ!

Trong chùm electron đập vào anod thì chỉ có một số electron có năng lượng chuyển hóa thành năng lương tia X . Vì thế ta phải hiểu giả thiết : " 1% động năng của dòng e chuyển thành năng lượng bức xạ tia X " là cứ 100 electron đập vào anod thì chỉ có 1 electron có động năng chuyển hóa thành năng lượng của tia X. 99 electron còn lại có có động năng chuyển hóa thành nhiệt làm nóng anod.

Mặt khác , trong số các electron có động năng chuyển hóa thành năng lượng của tia X thì chỉ có một số rất ít cho ta bước sóng ngắn nhất. Lúc này ta có :

[tex]\frac{hc}{\lambda _{min}} = eU_{AK}[/tex]

Nói rõ thêm về ống tạo tia X.
Electron bức ra từ Katot, dưới tác dụng của điện trường cực mạnh ( hiệu điện thế giũa Anot và Katot của ống hàng chục kV - rất lớn - hiệu điện thế ta dùng trong đời sống là 220V) electron sẽ thu được động năng cực lớn khi đến đập vào Anot của ống (Ronghen - hay Culitgio - 2 ống này hoạt động khác nhau 1 chút - tham khảo thêm ở SGK nâng cao). Khi đập vào Anot, động năng (Wd =eU) này chia làm hai phần: 01 phần phát ra tia X; 01 phần cung cấp nhiệt làm nóng Anot ( nên người ta cho dòng nước chạy "ngang" qua Anot để làm nguội ống này- không sẽ nóng chảy).
Theo định luật BTNL ta có thể suy ra năng lượng tia X lớn nhất khi phần nhiệt lượng = 0; khi đó năng lượng tia X hoàn toàn = Wd. Từ đó suy ra được bước sóng nhỏ nhất của tia X. (1% electron đập vào theo giải thích của thầy Q. Dương là chuẩn không cần chỉnh)