Vật lý lớp 12: Lí thuyết 6 tia x và bài tập định lượng về tia x

BÀI GIẢNG: TIA X VÀ BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG

CHUYÊN ĐỀ: SÓNG ÁNH SÁNG
MÔN: VẬT LÍ LỚP 12
THẦY GIÁO: VŨ THẾ ANH – GV TUYENSINH247.COM
1. Định nghĩa
Bức xạ có bước sóng từ 10-8 m đến 10-11 m ( ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại) được gọi là tia X hay
tia Rơn-Ghen. Có 2 loại tia X là
- Tia X cứng ( có bước sóng ngắn)
- Tia X mềm ( có bước sóng dài hơn)
2. Cách tạo ra tia X

Ống Rơn-Ghen là một ống tia âm cực gồm 3 điện cực
- Anot : Nối với cực dương
- Catot : Nối với cực âm
- Đối âm cực AK được làm bằng kim loại có nguyên tử lượng lớn,khó nóng chảy, chịu được nhiệt độ
cao, được nối với anot và có dòng nước nhỏ chảy qua để làm nguội
Ống cu-lít-giơ

Là một ống thủy tinh, bên trong là chân không, gồm một dây nung bằng vonfram FF’ dùng làm nguồn
electron và hai điện cực
- Một catot K bằng kim loại, hình chỏm cầu để làm cho các electron phát ra từ FF’ đều hội tụ vào anot A
- Một anot A làm bằng kin loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao, được làm nguội
bằng một dòng nước khi ống hoạt động

1

Truy cập trang để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –
Sử - Địa – GDCD tốt nhất!

- 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 trường mạnh giữa anot và catot đến
đập ào A là cho A phát ra tia X
3. Tính chất của tia X
- Tính chất đáng chú ý của tia A là khả năng đâm xuyên
Tia X đi xuyên qua được giấy, vải gỗ thậm chí cả kim loại. Tia X đễ dàng đi xuyên qua tấm nhôm dày
vài centimet nhưng bị lớp chì dày vài milimet chặn lại. Do đó người ta thường dùng chỉ để làm màn
chắn tia X. Tia X có bước sóng càng ngắn thì càng xuyên sâu, tức là càng cứng
- Tia X có tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí
- Tia X có tác dụng làm phát quang nhiều chất
- Tia X có thể gây ra hiện tượng quang điện với hầu hết các kim loại
- Tia X có tác dụng sinh lí mạnh: hủy diệt tế bào, vi khuẩn …
4. Công dụng của tia X
- Trong công nghiệp: Tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại, các vết nứt, các bọt khí bên trong
…
- Trong giao thông: Kiểm tra hành lí của hành khách đi trên máy bay
- Trong phòng thí nghiệm : Nghiên cứu thành phần và cấu trúc của các vật rắn
II. Bài tập vận dụng
Ví dụ 1: Câu 9 mã đề 001 – Đề minh học 2019
Khi nói về tia X, phát biểu nào sau đây đúng?
A. Tia X là dòng hạt mang điện.

B. Tia X không có khả năng đâm xuyên

C. Tia X có bản chất là sóng điện từ.

D. Tia X không truyền được trong chân không

Hướng dẫn giải chi tiết

Ta có:
+ Tia X: Là sóng điện từ có bước sóng ngắn (10-8 - 10-11m)
+ Tính chất, đặc điểm của tia X:
- 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.
=> A, B, D – sai.C – đúng

2

Truy cập trang để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –
Sử - Địa – GDCD tốt nhất!


Chọn C
Ví dụ 2: Câu 5 mã đề 202 – Đề thi THPT QG 2019
Tia X được ứng dụng
A. Sấy khô,sưởi ấm

B. Trong đầu đọc đĩa CD

C. Trong chiếu điện, chụp điện

D. Trong khoan cắt kim loại

Hướng dẫn giải chi tiết
Tia X được ứng dụng trong chụp điện và chiếu điện

Chọn C
Ví dụ 3: Câu 11 mã đề 203 – Đề thi THPT QG 2019
Tia X có bản chất là
A. Dòng các pozitron

B. Sóng điện từ

C. Sóng âm

D. Dòng các eletron

Hướng dẫn giải chi tiết
Tia X có bản chất là sóng điện từ
Chọn B
Ví dụ 4: Câu 8 mã đề 204 – Đề thi THPT QG 2019
Tia X có bản chất là
A. Dòng các hạt nhân 24 He

B. Sóng cơ

C. Sóng điện từ

D. Dòng các eletron

Hướng dẫn giải chi tiết
Tia X có bản chất là sóng điện từ
Chọn C
Ví dụ 5: Câu 26 mã đề 201- Đề thi THPT QG 2018
Một ống Cu-lít-giơ (ống tia X) đang hoạt động. Bỏ qua động năng ban đầu của các êlectron khi bứt ra
khỏi catôt. Ban đầu, hiệu điện thế giữa anôt và catôt là U thì tốc độ của êlectron khi đập vào anôt là v.

Khi hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 1,5U thì tốc độ của êlectron đập vào anôt thay đổi một lượng
4000 km/s so với ban đầu. Giá trị của v là
A. 1,78.107 m/s.

B. 3,27.106 m/s.

C. 8,00.107 m/s.

D. 2,67.106 m/s.

Hướng dẫn giải chi tiết
- Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen:=> hf max 

hc

min



1 2
hc
mv  min 
2
Ed

- Động năng của electron khi đập vào đối catốt (đối âm cực) : Ed 

mv 2
mv 2
 eU  0

2
2

U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt; v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt
v0 là vận tốc của electron khi rời catốt (thường v0 = 0);
m = 9,1.10-31 kg là khối lượng electron

3

Truy cập trang để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –
Sử - Địa – GDCD tốt nhất!


- Công của lực điện : e U 

1 2
mv
2

Áp dụng bảo toàn năng lượng ta có

1 2
2.1,5U .e
2eU
mv  eU (1) 

 4000.104 m / s  U  v  1, 78.107 m / s
2
m
m

Chọn A
Ví dụ 6: Câu 23 mã đề 203 – Đề thi THPT QG 2019
Một ống Cu-lít-giơ (ống tia X) đang hoạt động. Bỏ qua động năng ban đầu của các êlectron khi bứt ra
khỏi catôt. Ban đầu, hiệu điện thế giữa anôt và catôt là U thì tốc độ của êlectron khi đập vào anôt là
4,5.107 m/s. Khi hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 1,44U thì tốc độ của êlectron đập vào anôt là
A. 3,1.107 m/s.

B. 6,5.107 m/s.

C. 5,4.107 m/s.

D. 3,8.107 m/s.

Hướng dẫn giải chi tiết
Tốc độ của êlectron đập vào anôt là
1 2
1
mv1  eU  mv22  e.1, 44.U  v2  v1 1, 44  4,5.107. 1, 44  5, 4.107 m / s
2
2

Chọn C
Ví dụ 7: Câu 24 mã đề 204 – Đề thi THPT QG 2018
Một ống Cu-lít-giơ (ống tia X) đang hoạt động. Bỏ qua động năng ban đầu của các êlectron khi bứt ra
khỏi catôt. Ban đầu, hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 10 kV thì tốc độ của êlectron khi đập vào anôt là
v1. Khi hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 15 kV thì tốc độ của êlectron đập vào anôt là v2.Lấy me =
9,1.10−31 kg và e = 1,6.10−19 C. Hiệu v2 – v1 có giá trị là
A. 8,4.105 m/s.

B. 4,2.105 m/s.

C. 1,33.107 m/s.

D. 2,66.107 m/s

Hướng dẫn giải chi tiết
Hiệu v2 – v1  có giá trị là : v2  v1 

2eU 2
2eU1

 1,33.107 m / s
m
m

Chọn C
Ví dụ 8: Trong một ống Rơn – ghen, cường độ dòng điện qua ống là 0,8mA và hiệu điện thế giữa anot
và catot là 1,2kV. Đối catot là một bản plantin có diện tích 1 cm2 và dày 2mm, có khối lượng riêng

D  21.103 kg / m3 và nhiệt dung riêng c p  0,12kJ / kg.K . Nhiệt độ của bản plantin tăng thêm 5000C
trong khoảng thời gian
A. 262,5s

B. 242,6s

C. 222,6s

D. 162,6s

Hướng dẫn giải chi tiết

Ta có Q  c p .m.t  c p .D.V .t  c p .D.S .d .t  0,12.103.21.103.1.10 4.2.10 3.500  252 J

4

Truy cập trang để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –
Sử - Địa – GDCD tốt nhất!


Số e tới đối âm cực AK trong 1s ne 

I
I
=> Trong t(s): t.ne  t.
e
e

Động năng của mỗi e khi tới AK Wd 

mv 2
I
 eU AK  ne .t.Wd  .t.eU
. AK  ItU AK
2
e

Theo định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng
Q   Wd  252  I .t.U AK  t 

252
252


 262,5  s 
I .U AK 0,8.103.1, 2.103

Chọn A

5

Truy cập trang để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –
Sử - Địa – GDCD tốt nhất!