Với mong muốn giúp các em học sinh dễ dàng hơn trong việc học tập môn Vật lý, cũng như dễ dàng chinh phục được những con điểm 9, điểm 10. HỌC247 xin giới thiệu tới các em Tài liệu Chuyên đề Phương pháp giải bài tập tia X, nằm trong chương V- Sóng ánh sáng của chương trình Vật lý lớp 12. Mời các em cùng tham khảo và luyện tập tốt. Chúc các em học tốt
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)
\( \Leftrightarrow \varepsilon = {\varepsilon _X} + Q \ge {\varepsilon _X}\)
\( \Rightarrow \frac{{hc}}{{{\lambda _X}}} \le \varepsilon \Rightarrow {\lambda _X} \ge \frac{{hc}}{\varepsilon }\)
Ta có năng lượng của dòng quang electron = động năng của chùm quang electron khi đập vào đối Katốt
\(\varepsilon = {{\rm{W}}_d} = e.{U_{AK}}\)
\( \Rightarrow {\lambda _X} \ge \frac{{h.c}}{{e{U_{AK}}}}\)
Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra là:
\({\lambda _{X\min }} = \frac{{hc}}{{e.{U_{AK}}}}\)
\({U_{AK}}\) : 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.Wđ = 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
Bài 1: Một ống Cu-lít-giơ có điện áp giữa hai đầu ống Cu- lít - giơ là 10KV với dòng điện trong ống là I = 1mA.
a) Tính số e đập vào đối Katốt sau một phút ?
b) Tính động năng của e đập vào đối Katốt ?
c) Tính bước sóng nhỏ nhất của tia X ?
d) Coi rằng chỉ có 1% số e đập vào đối Katốt tạo ra tia X. Sau một phút hoạt động thì đối Katốt nóng thêm bao nhiêu độ cho khối lượng của đối Katốt là m = 100g và nhiệt dung riêng là 120J/kgđộ.
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
Wđ=|e|.UAK=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
\( \Leftrightarrow \varepsilon = {\varepsilon _X} + Q \ge {\varepsilon _X}\)
\( \Rightarrow \frac{{hc}}{{{\lambda _X}}} \le \varepsilon \Rightarrow {\lambda _X} \ge \frac{{hc}}{\varepsilon }\)
Ta có năng lượng của dòng quang electron = động năng của chùm quang electron khi đập vào đối Katốt
\(\varepsilon = {{\rm{W}}_d} = e.{U_{AK}}\)
\( \Rightarrow {\lambda _X} \ge \frac{{hc}}{{e.{U_{AK}}}}\)
Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra là: \({\lambda _{X\min }} = \frac{{hc}}{{e.{U_{AK}}}} = \frac{{6,{{635.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{1,{{6.10}^{ - 19}}{{.10.10}^3}}}\) =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.Wđ =m.C.\(\Delta t\) \( \Rightarrow \Delta t = \frac{{99\% N.{{\rm{W}}_d}}}{{m.C}} = \frac{{0,99.3,{{74.10}^{17}}.1,{{602.10}^{ - 15}}}}{{0,1.120}}\) =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 hoc247.net 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 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 !
