TIA X (TIA RƠNGHEN) - PHYSICS 3D LEARNING

Có thể bạn quan tâm

18.1.16

TIA X (TIA RƠNGHEN)

TIA X (TIA RƠNGHEN) :

ĐỊNH NGHĨA : +) Bức xạ có bước sóng từ 10-8m đến 10-11m (ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại) +) Còn được gọi là tia Ronghen (tên vẫn được người Đức sử dụng cho tới ngày nay), thường chia làm 2 loại : - Tia X cứng (có bước sóng ngắn : 0,01 – 0,1 nm) : tính đâm xuyên mạnh - Tia X mềm (có bước sóng dài : 0,1 – 1 nm) : tính đâm xuyên yếu hơn
NGUỒN PHÁT : +) Mặt trời : mặt trời không phải là nguồn phát tia X mạnh.

Mặt trời chụp dưới tia X

Mặt trời chụp dưới bức xạ tử ngoại và tia X

+) Trong vũ trụ :

Ảnh chụp một góc vũ trụ từ đài thiên văn tia X Chandra

Một siêu tân tinh (supernova) chụp dưới tia X
CÁCH TẠO RA TIA X : +) Nguyên tắc chung : Dưới điện áp lớn, chùm electron có tốc độ lớn từ ống catode (tia Catode) phát ra và đập vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn (như platin hoặc volfram) sẽ phát ra một bức xạ không nhìn thấy được nhưng làm phát quang một số chất và làm đen phim ảnh, đó là tia X- Ống Ronghen : do Rơnghen - người Đức chế tạo đầu tiên. Đó là một bình cầu bằng thạch anh hoặc thủy tinh có ÁP SUẤT THẤP (10-3 mmHg). Dòng e từ CATODE sẽ đập vào ĐỐI CATODE (là một điện cực được nối với anode và có bề mặt là kim loại nặng, nguyên tử khối lớn - như hình vẽ), khi đó, dòng e bị đột ngột hãm lại và phát ra tia X.

Sơ đồ cấu tạo ống Rơnghen

- Ống Cooligde : do Cooligde chế tạo dựa trên ống Rơnghen, sau đó được cải tiến cho phù hợp với các ngành chuyên biệt và đưa vào sử dụng cho tới ngày nay. Đó là 1 bình cầu CHÂN KHÔNG và không có đối catode. Dòng e được tăng tốc mạnh và đập vào ANODE, xuyên sâu vào lớp vỏ nguyên tử của chất làm anode (cũng là kim loại nặng, nguyên tử khối lớn), tương tác với electron ở lớp trong cùng làm phát ra tia X.

Sơ đồ cấu tạo ống Coolidge (xem video)

+) Hai cách giải thích cho sự tạo thành tia X trên :- Electron từ Catode bay ngang gần sát đến nguyên tử Volfram thì bị giảm vận tốc nên năng lượng giảm (W=0,5mv2). Phần năng lượng bị mất đi bức xạ ra tia X - Electron từ Catode đập vào các điện tích âm lớp trong cùng của các nguyên tử Volfram khiến chúng bị văng ra khỏi nguyên tử, buộc lòng electron ở lớp ngoài phải chạy vào thay thế. Khi đó, vận tốc của chúng bị giảm và tạo thành tia X- Các bạn tham khảo video dưới đây (từ 1:15 -> 2:23) : Nguyên nhân tạo thành tia X
TÍNH CHẤT : +) Khả năng đâm xuyên mạnh, nhưng không xuyên qua được miếng chì dày vài cm. +) Ion hóa không khí +) Làm phát quang nhiều chất, tác dụng mạnh lên kính ảnh +) Tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào ... +) Gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết các kim loại
ỨNG DỤNG : +) Chiếu điện, chụp điện : chụp X-quang : vì tia X bị xương và các chỗ tổn thương bên trong cơ thể cản mạnh hơn da thịt nên dùng để chuẩn đoán xương, bệnh. Xem thêm 2 video dưới đây mô phỏng về quá trình hoạt động và chụp X-quang : Chụp X-quang : Video 1 ; Video 2Chụp cắt lớp CT scan : Video 3 ; Video 4

Anil Barela - 1 chú bé Ấn Độ sau một buổi đi bơi bị khó thởSau khi chụp X-quang phát hiện một con cá ở trong phổi.

+) Tìm mảnh KL trong người :

Các mảnh đạn còn sót lại trong người sau chiến tranh

+) Chữa bệnh ung thư : Xạ trị (radiation therapy)Xem video quá trình xạ trị để điều trị một số bệnh ung thư +) Tìm vết nứt, khuyết tật bên trong sản phẩm kim loại. +) Kiểm tra hành lý đi máy bay :

Một cậu bé được dấu trong vali rất nguy hiểmkhi bị tia X chiếu qua

Phát hiện vũ khí mang theo
TIA X VÀ MỘT SỐ LOÀI ĐỘNG VẬT, THỰC VẬT :Hãy cùng chiêm ngưỡng "bộ xương" của các loại thực vật, động vật trong tự nhiên tại đây.

Ảnh đoạt giải nhất cuộc thi chụp ảnh tia X năm 2014Chú ếch bị nuốt nhầm hơn 30 viên sỏi nhỏXem thêm các giải khác tại đây.
VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ :Tia X được nhà Bác học Wilhelm Conrad Rơntgen phát hiện vào năm 1895. Sau 49 ngày nghiên cứu, ông đã tìm ra tính chất của tia X và mang lại cho ông giải Nobel về vật lý đầu tiên vào năm 1901.

Những thí nghiệm đầu tiên

Ảnh chụp X-quang đầu tiên bàn tay trái của vợ ông Rơnghen do chính ông thực hiện vào ngày 23/01/1896

Năm 1913, bác sĩ William Cooligde tạo ra ống Coolidge dựa trên ống Rơnghen để phù hợp hơn cho ngành y học và được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Các bạn xem video và một số hình ảnh về ống Cooligde hiện nay.

Ống Coolidge có anode xoayDùng trong máy chụp cắt lớp CT scan

Loại ống dùng trong nha khoa

Dùng trong các máy chụp X-quang