A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG

1. Tia x 

* Bản chất tia Rơnghen

Tia Rơnghen là loại sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại. Bước sóng của tia Rơnghen từ 10-kom (tia Rơnghen cứng) đến 10-8 m (tia Rơnghen mềm).

Tia Rơnghen không mang điện, không bị lệch trong điện trường hoặc từ trường.

* Cơ chế phát sinh ra tia Rơnghen

Các electron trong tia âm cực được tăng tốc trong điện trường mạnh, nên thu được một động năng rất lớn. Khi đập vào đối âm cực chúng gặp các nguyên tử của đối âm cực, xuyên sâu vào những lớp bên trong của vỏ nguyên tử, tương tác với các hạt nhân nguyên tử và các electron của các lớp này, làm phát ra sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, gọi là bức xạ hãm. Đó chính là tia Rơnghen.

* Tính chất và ứng dụng của tia Rơnghen

– Có khả năng đâm xuyên mạnh.

Tia Rơnghen đi xuyên qua bìa, giấy, gỗ…dễ dàng, nhưng khó đi qua kim loại hơn. Kim loại có khối lượng riêng càng lớn thì khả năng cản tia Rơnghen càng mạnh. 

– Làm phát quang một số chất nên được ứng dụng để quan sát màn hình trong việc chiếu điện.

– Có khả năng ion hóa các chất khí. Tính chất này được ứng dụng để làm các máy đo liều lượng tia Rơnghen.

– Có tác dụng sinh lí: Hủy hoại tế bào, diệt vi khuẩn. Vì vậy tia Rơnghen được dùng để chữa bệnh ung thư.

2. Thuyết điện từ ánh sáng 

Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn.

Mối quan hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trường:

Trong đó: c: Tốc độ ánh sáng trong chân không. 

v: tốc độ ánh sáng trong môi trường có hằng số điện môi . 

μ: độ từ thẩm. 

Bảng thang sóng điện từ:

Miền sóng điện từ Bước sóng (m) Tần số (Hz)
Sóng vô tuyến điện  3.104 + 10-4 ∼ 104 + 3.1012
Tia hồng ngoại 10-4 + 7,6.10-7 3.1011 + 4.1014
Ánh sáng nhìn thấy 7,6.10-7 + 3,8.10-7 4.1014 + 8.104
Tia tử ngoại 3,8.10-7 + 10-9 8.1014 + 3.1017
Tia X 10-8 + 10-11 3.1016 + 3.1019
Tia gamma Dưới 10-11 Trên 3.1019

B. TRẢ LỜI CÂU HỎI 

C1. Tia X là gì? Nó có tính chất và công dụng gì?

 Trả lời

– Các bức xạ có bước sóng từ 10 -12m đến 10 -9m (nhỏ hơn bước sóng tử ngoại) được gọi là tia X. Tia X được phân làm hai loại là tia X cứng (bước sóng rất ngắn) và tia X mềm (bước sóng rất dài).

– Tính chất và công dụng: 

+ Có khả năng ion hóa chất khí.

+ Làm phát quang nhiều chất. 

+ Tác dụng rất mạnh lên phim ảnh nên được dùng để chụp ảnh

tia X.

+ Tác dụng sinh học rất mạnh, hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn.

+ Gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết tất cả các kim loại.

+ Khả năng xuyên thấu cao. Tia X xuyên qua được giấy, vải, gỗ, kim loại. Tia X dễ dàng xuyên qua tấm nhôm dầy vài cm nhưng lại bị lớp chì dày vài mm cản lại. Tia X có bước sóng càng ngắn thì độ xuyên thấu càng cao. 

C2. Trình bày nguyên tắc tạo ra tia X.

Trả lời

Khi cho chùm tia catốt (tia âm cực) trong ống tia catốt đập vào miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn (như W, P, Vonfram…), từ đó phát ra một bức xạ không nhìn thấy được. Bức xạ này có tác dụng làm phát quang một số chất và làm đen phim ảnh. Bức xạ này gọi là tia X hay còn gọi là tia Rơnghen. C3. Nêu những nét khái quát về thang sóng điện từ.

Trả lời 

 – Tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, tia hồng ngoại và các sóng vô tuyến đều có chung bản chất là sóng điện từ. Điểm khác nhau cơ bản giữa chúng phụ thuộc vào bước sóng có độ dài ngắn khác nhau.

– Giữa các tia không có ranh giới rõ rệt vì bước sóng khác nhau nên tính chất của các tia cũng rất khác nhau. Các tia có bước sóng ngắn có xuyên thấu mạnh, dễ dàng tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang và dễ ion hóa không khí. Các tia có bước sóng càng dài ta càng dễ quan sát các hiện tượng giao thoa của chúng.

– Cách phát và thu các tia nói trên cũng rất khác nhau. 

C. GIẢI BÀI TẬP

B1. Tia Rơnghen, hay tia X là sóng điện từ có bước sóng: 

  1. Lớn hơn tia tử ngoại. 
  2. Nhỏ hơn tia tử ngoại. 
  3. Quá nhỏ, không đo được. 
  4. Không đo được, vì nó gây ra hiện tượng giao thoa.

Giải Chọn đáp án B. Tia Rơnghen, hay tia X là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại.

B2. Phát biểu nào sau đây là đúng?

Tính chất quan trọng nhất của tia X, phân biệt nó với các bức xạ điện tử khác (không kể tia gamma) là:

  1. Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
  2. Khả năng ion hóa các chất khí. 
  3. Tác dụng làm phát quang nhiều chất. 
  4. Khả năng xuyên qua vải, gỗ, giấy…

Giải Chọn đáp án D. Khả năng xuyên qua vải, gỗ, giấy.

Nguồn website giaibai5s.com

Giải bài tập Vật lí lớp 12 nâng cao – Bài 41: Tia X – Thuyết điện từ ánh sáng, thang sóng điện từ
Đánh giá bài viết