Chương VI: Bài Tập Tia X, Lượng Tử ánh Sáng - SoanBai123

1/ Cách tạo ra tia X Sử dụng ống Cu-lít-giơ

Chương VI: Bài tập tia x, lượng tử ánh sáng

• Ống Cu-lít-giơ là ống thủy tinh bên trong là chân không.
• Dây FF’ bằng vonfam có tác dụng làm nguồn phát electron
• Hai điện cực bằng kim loại K: catốt (cực âm); A: anốt (cực dương)

2/ Các công thức tia X, tia Rơn-ghen a/ Động năng của electron khi đến được anot

We = 0,5mv2 = Wo + |e|U​

Trong đó:

• Wo: động năng ban đầu của các electron khi vừa bứt ra khỏi catôt (rất nhỏ)
• U: hiệu điện thế giữa Anot và catot (V)
• v: vận tốc của electron tại Anot (m/s)

b/ Lượng tử năng lượng của tia X, tần số tia X: Các electron này sau khi đập vào bề mặt anốt (đối catốt), xuyên sâu những lớp bên trong của vỏ nguyên tử, tương tác với hạt nhân nguyên tử và các electron của các lớp này, làm cho nguyên tử chuyển lên trạng thái kích thích. Thời gian tồn tại ở trạng thái kích thích rất ngắn (cỡ 10-8 s) nguyên tử nhanh chóng chuyển về trạng thái có năng lượng thấp hơn và phát ra phôtôn của tia X có năng lượng

ε = hf = hcλhcλ​

Điều kiện để phát tia X:

ε ≤ We => εmax = hfmax = hcλminhcλmin = We​

(Đây là trường hợp thuận lợi nhất, electron của chùm electron truyền toàn bộ động năng cho 1 nguyên tử kim loại của đối catốt đang ở trạng thái cơ bản và nguyên tử kim loại chuyển lên trạng thái kích thích sau đó nguyên tử chuyển về trạng thái cơ bản để phát ra photon εmax). c/ Nhiệt lượng anốt nhận được – Cường độ dòng điện trong ống

I = n|e|tn|e|t​

– Phần trăm số hạt e đập vào catot

a = nannan => na = a.n​

– Tổng động năng đập vào anốt trong 1 s là

W = natnatWe​

– Nhiệt lượng tỏa ra trên anot

Q = H.We.t = t.Q1​

Trong đó:

• I: cường độ dòng điện trong ống Culitgiơ (A)
• t: thời gian dòng điện chạy qua ống (s)
• n: số hạt electron bứt ra khỏi catot
• na: số hạt electron đến được anot
• Q1 = H.W: nhiệt lượng tỏa ra ở anot trong 1giây (J)
• H: phần trăm động năng chuyển thành nhiệt năng
• W:tổng động năng đập vào anot trong 1s (J)

c/ Định luật Stốc hiện tượng quang phát quang – Định luật Stốc: Bước sóng λ’ của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng λ của ánh sáng kích thích:

λ’ > λ => ε’ < ε => f’ < f.​

– Công suất chùm sáng kích thích:

P = Nε = NtεNtε​

– Công suất của chùm sáng phát quang

P’ =N’ε’ = N′tε′N′tε′​

– Hiệu suất phát quang:

h = P′PP′P = N′NN′N=ε′εε′ε =λλ′λλ′​

Trong đó:

• N: số hạt photo của ánh sáng kích thích chiếu vào bề mặt kim loại trong khoảng thời gian t
• N’: số hạt photo của ánh sáng phát quang bật ra khỏi bề mặt kim loại trong khoảng thời gian t