Giải Câu hỏi trang 28 Chuyên đề Vật lí 12

Lời giải

1. Cách tạo ra tia X

Tia X được tạo ra bằng ống phát tia X (ống Cu-lít-giơ, *Coolidge*). Nguyên tắc:

- Trong ống chân không, dùng dây tóc (cathode) bị nung nóng để phát ra các electron (phát xạ nhiệt electron).
- Đặt một hiệu điện thế rất lớn (cỡ vài chục nghìn vôn) giữa cathode và đối cathode (anode). Điện trường mạnh này tăng tốc chùm electron, làm chúng chuyển động với tốc độ rất lớn (động năng lớn).
- Chùm electron tốc độ cao đập vào đối cathode (một tấm kim loại khó nóng chảy). Tại đó electron bị hãm lại đột ngột, một phần động năng của chúng chuyển thành năng lượng của bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn — đó chính là tia X.

Tóm lại: cho chùm electron có động năng lớn đập vào một tấm kim loại thì kim loại đó phát ra tia X.

2. Vì sao đối cathode được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao?

Khi chùm electron đập vào đối cathode, chỉ một phần rất nhỏ động năng của electron chuyển thành năng lượng tia X; phần lớn (khoảng 99%) động năng chuyển thành nhiệt, làm đối cathode nóng lên rất mạnh và đạt nhiệt độ rất cao.

Do đó, đối cathode phải được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (thường là vonfram $W$, nhiệt độ nóng chảy khoảng $3400^{\circ}\text{C}$) để nó không bị nóng chảy, không bị hư hỏng dưới tác dụng nhiệt của chùm electron, giúp ống hoạt động bền và ổn định.

Đáp số