Tia X Và Thang Sóng điện Từ

LÝ THUYẾT

I. Tia X :

- Tia X là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn từ 10-11 m đến 10-8 m.

- Phân loại : 

+ Tia X cứng (bước sóng rất ngắn).

+ Tia X mềm (bước sóng dài hơn ) .

* Cách tạo tia X : 

- Khi cho chùm tia catot (chùm electron có tốc độ lớn) đập vào miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn ( như platin hay vonfram) thì từ đó phát ra tia X.

- Trước đây để tạo tia X người ta dùng ống tia X hay ống Rơn-ghen (dùng hiệu điện thế 1 chiều).

* Tính chất : 

- Tính chất quan trọng nhất là khả năng đâm xuyên : Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn(càng cứng). Tia X đi xuyên qua được giấy,vải,... Tia X dễ dàng đi xuyên qua tấm nhôm dày vài cm,nhưng bị lớp chì dày vài mm chặn lại.

- Tác dụng mạnh lên phim ảnh.

- Làm ion hóa không khí.

- Làm phát quang nhiều chất.

- Gây ra hiện tượng quang điện.

- Tác dụng sinh lý mạnh : hủy diệt tế bào,...

* Ứng dụng :

- Dùng chiếu điện,chụp điện,diệt tế bào ung thư,vi khuẩn,... trong y học.

- Tìm khuyết tật các sản phẩm kim loại trong công nghiệp,...

- Kiểm tra hành lí ở sân bay ...

II. Thang sóng điện từ : 

- Các sóng vô tuyến điện,tia hồng ngoại,ánh sáng nhìn thấy,tia tử ngoại,tia X,tia $\gamma$ đều có cùng bản chất là sóng điện từ,chỉ khác nhau về tần số ( hay bước sóng),giữa chúng không có ranh giới rõ rệt.Các tia này không mang điện nên chúng không bị lệch trong điện trường và từ trường.

- Các tia có bước sóng càng ngắn khả năng đâm xuyên càng mạnh,dễ tác dụng lên kính ảnh,dễ làm phát quang các chất và ion hóa không khí...

- Các tia có bước sóng dài dễ quan sát hiện tượng giao thoa.

- Sắp xếp thang sóng điện từ theo thứ tự bước sóng tăng dần : 

VÍ DỤ 

Ví dụ 1 : Tia hồng ngoại và tia Rơn-ghen đều có bản chất là sóng điện từ,có bước sóng dài ngắn khác nhau nên :

A. chúng bị lệch khác nhau trong từ trường đều.

B. chúng bị lệch khác nhau trong điện trường đều.

C. có khả năng đâm xuyên khác nhau.

D. chúng đều được sử dụng trong y tế để chụp X-quang.

Giải

TIa hồng ngoại và tia Rơn-ghen đều có bản chất là sóng điện từ,có bước sóng dài ngắn khác nhau nên có khả năng đâm xuyên khác nhau.Tia Rơn-ghen có khả năng đâm xuyên rất mạnh,tia hồng ngoại có khả năng đâm xuyên yếu.

Chọn đáp án C.

Ví dụ 2 : Trong chân không,có bốn bức xạ : ánh sáng nhìn thấy,tia hồng ngoai,tia X và tia $\gamma$ .Các bức xạ này được sắp xếp theo thứ tự tần số giảm dần là : 

A. tia X,ánh sáng nhìn thấy,tia $\gamma$ , tia hồng ngoại.

B. tia $\gamma$ , tia X,tia hồng ngoại,ánh sáng nhìn thấy.

C. tia $\gamma$ , tia X,ánh sáng nhìn thấy,tia hồng ngoại.

D. tia $\gamma$ ,ánh sáng nhìn thấy,tia X,tia hồng ngoại.

Giải

Trong chân không bước sóng : tia $\gamma$ < tia X< ánh sáng nhìn thấy < bước sóng tia hồng ngoại.

Mạt khác tần số $f =\frac{c}{\lambda}$ nên tần số : 

 Tia $\gamma$ > tia X > ánh sáng nhìn thấy > tia hồng ngoại.

Chọn đáp án C.

Ví dụ 3 : Khi nói về tia $\gamma$ phát biểu nào sau đây sai ? 

A. Tia $\gamma$ không phải là sóng điện từ.

B. Tia $\gamma$ không mang điện.

C. Tia $\gamma$ có tần số lớn hơn tần số của tia X.

D. Tia $\gamma$ có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X.

Giải

Tia $\gamma$ là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia X nên tia $\gamma$ có tần số lớn hơn tần số của tia X => Tia $\gamma$ có năng lượng lớn hơn tia X nên tia $\gamma$ có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X. Tia $\gamma$ là sóng điện từ nên không mang điện.

Chọn đáp án A. 

Ví dụ 4 : Cho bốn loại bức xạ : tia X,tia hồng ngoại,ánh sáng nhìn thấy,tia tử ngoại.Bức xạ không được phát ra bằng cách nung nóng vật là : 

A. ánh sáng nhìn thấy.

B. Tia X.

C. Tia hồng ngoại.

D. Tia tử ngoại.

Giải 

Tia hồng ngoại,tia tử ngoại,ánh sáng nhìn thấy được phát ra bằng cách nung nóng vật.

Tia X được phát ra bằng cách cho chùm tia catot (chùm electron có tốc độ lớn) đập vào miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn.

Chọn đáp án B.

Ví dụ 5 : Tia Rơn-ghen có : 

A. cùng bản chất với sóng âm.

B. bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại.

C. cùng bản chất với sóng vô tuyến.

D. điện tích âm.

Giải 

- Tia Rơn-ghen có cùng bản chất với sóng vô tuyến vì cùng là sóng điện từ.

- Tia Rơn-ghen có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia hồng ngoại và không mang điện.

Chọn đáp án C.

BÀI TẬP

Bài 1 : Cho các bước xạ : ánh sáng nhìn  thấy,sóng vô tuyến,tia hồng ngoại,tia tử ngoại,tia Rơn-ghen. Khi một vật bị nung nóng,nó có thể phát ra các bức xạ : 

A. sóng vô tuyến,tia hồng ngoại,tia Rơn-ghen.

B. ánh sáng nhìn thấy,tia hồng ngoại,tia tử ngoại.

C. tia hồng ngoại và tia Rơn-ghen.

D. ánh sáng nhìn thấy,tia hồng ngoại và tia Rơn-ghen.

Giải

Tia hồng ngoại,tia tử ngoại,ánh sáng nhìn thấy được phát ra bằng cách nung nóng vật.

Tia X được phát ra bằng cách cho chùm tia catot (chùm electron có tốc độ lớn) đập vào miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn.

Sóng vô tuyến được phát ra nhờ mạch dao động.

Bài 2 : Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều : 

A. có tính đâm xuyên mạnh.

B. kích thích một số chất phát quang.

C. có tần số lớn hơn tần số tia Rơn-ghen.

D. có thể gây ra một số phản ứng hóa học.

Giải

Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có thể gây ra một số phản ứng hóa học và có tần số nhỏ hơn tần số tia Rơn-ghen.

Tia tử ngoại có tính đâm xuyên mạnh và kích thích một số chất phát quang còn tia hồng ngoại không có các tính chất này.

Chọn đáp án D.

Bài 3 : TIa nào sau đây có thể nhìn thấy hiện tượng giao thoa của nó? 

A. tia tử ngoại.

B. tia hồng ngoại.

C. tia X.

D, tia sáng màu tím.

Giải

Tia tử ngoại,tia hồng ngoại,tia X,tia sáng màu tím đều là sóng điện từ nên đều có thể xảy ra hiện tượng giao thoa.Tuy nhiên,để nhìn thấy hiện tượng giao thoa thì chỉ có tia sáng màu tím vì đó là ánh sáng nhìn thấy,còn Tia tử ngoại,tia hồng ngoại,tia X là ánh sáng không nhìn thấy.

Chọn đáp án D.

Bài 4 : Tia Rơn-ghen được sinh ra : 

A. trong quá trình phân rã anpha và bêta.

B. khi các electron chuyển động không định hướng trong dây dẫn.

C. khi cho chùm tia catot có tốc độ lớn trong ống tia catot đập vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn.

D. khi nung nóng vật tới nhiệt độ 3000 0C.

Giải 

Tia Rơn-ghen được sinh ra khi cho chùm tia catot có tốc độ lớn trong ống tia catot đập vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn.

Chọn đáp án C.

Bài 5 : Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Tia hồng ngoại có thể gây ra hiện tượng giao thoa.

B. Tia tử ngoại có tác dụng là iion hóa không khí.

C. Tia X được sử dụng để chiếu điện,chụp điện.

D. Tia hồng ngoại,tia tử ngoại và tia X đều có thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Giải

Tia hồng ngoại,tia tử ngoại và tia X đều là các bức xạ không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Chọn đáp án D. 

Bài 6 : Tia X

A. mang điện tích âm nên bị lệch trong điện trường.

B. cùng bản chất với sóng âm.

C. có tần số nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại.

D. cùng bản chất với tia tử ngoại.

Giải

Tia X cùng bản chất với tia tử ngoại vì cùng là sóng điện từ.

Chọn đáp án D.

Bài 7 : Một dải sóng điện từ trong chân không có tần số từ 1015 Hz đến 3.1017 Hz.Biết c=3.108 m/s.Dải sóng trên thuộc vùng nào trên thang sóng điện từ?

A. Vùng ánh sáng nhìn thấy.

B. Vùng tia tử ngoại.

C. Vùng tia Rơn-ghen.

D. Vùng tia hồng ngoại.

Giải

Bước sóng của dải sóng này nằm trong khoảng từ : 

$\lambda _{1}=\frac{c}{f_{1}}=\frac{3.10^{8}}{3.10^{17}}=10^{-9}$ m đến $\lambda _{2}=\frac{c}{f_{2}}=\frac{3.10^{8}}{10^{15}}=3.10^{-7}$ m. Đó là vùng tia tử ngoại.

Chọn đáp án B.

Bài 8 : Để kiểm tra hành lí của khách đi máy bay,người ta sử dụng tia nào sau đây?

A. tia hồng ngoại.

B. tia gamma.

C. tia tử ngoại

D. tia X.

Giải

Chọn đáp án D.

Bài 9 : Tia hồng ngoại,tia tử ngoại,ánh sáng nhìn thấy và tia X đều là : 

A. sóng vô tuyến.

B. sóng điện từ.

C. sóng ánh sáng.

D. sóng cơ học.

Giải

Chọn đáp án B.

Bài 10 : Tia nào sau đây có tính đâm xuyên mạnh nhất? 

A. Tia X.

B. Tia tử ngoại.

C. TIa hồng ngoại.

D. Tia gamma.

Giải

Chọn đáp án D

Bài viết gợi ý:

1. Bài Tập Đồ Thị Sóng Cơ (P2)

2. Bài Tập Đồ Thị Sóng Cơ (P1)

3. Tóm Tắt Kiến Thức Hạt Nhân Nguyên Tử

4. Lí Thuyết Điện Xoay Chiều (P2)

5. Lí Thuyết Điện Xoay Chiều (P1)

6. Tia hồng ngoại và Tia tử ngoại

7. Đề Thi HSG Vật Lí Sở GD-ĐT Thanh Hóa 2010-2011