Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp U 50000 V . Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen là I 5mA . Giả thiết 1% năng lượng của chïm electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 57% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0. Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiNăng lượng của tia X có bước sóng ngắn nhất ứng với sự chuyển hóa hoàn toàn động năng của các electron đập vào anot thành bức xạ tia X: \( {\varepsilon _{\min }} = \frac{{hc}}{\lambda } = qU\)
Năng lượng trung bình của tia X là: \(\epsilon =0,57qU\)
Gọi n là số photon của chùm tia X phát ra trong 1s, khi đó công suất của chùm tia X sẽ là: \(P_X=n \epsilon =0,57nqU\)
Gọi ne là số electron đến anot trong 1s, khi đó dòng điện trong ống đươc xác định bởi: \( I = {n_e}e \to {n_e} = \frac{I}{e}\)
Công suất của chùm tia electron: \(P_e=n_eqU=UI\)
Theo giả thuyết của bài toán:
\(\begin{array}{l} {P_X} = 0,01{P_e} \Leftrightarrow 0,57nqU = 0,01UI\\ \to n = \frac{{0,011}}{{0,57q}} = {5,48.10^{14}}(photon/s) \end{array}\)