ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 10 клас · урок 4 от 4

Рентгенови лъчи

Рентгеновите лъчи са открити от Вилхелм Рьонтген през 1895 г., за което той получава първата Нобелова награда по физика през 1901 г. В рентгеновата тръба електрони, ускорени с напрежение от десетки киловолта, се удрят в анода и рязко се спират. Така възниква спирачно лъчение с непрекъснат спектър и характеристично лъчение с линии, които зависят от материала на анода. Само около 1% от енергията на електроните става рентгеново лъчение, а останалото е топлина. Рентгеновите лъчи се използват в медицината и в рентгеноструктурния анализ на кристали.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Получаване: бързи електрони се спират в анода на рентгенова тръба.
  • Минимална дължина на вълната: λmin = h·c/(e·U); при по-голямо напрежение λmin е по-малка.
  • Спирачното лъчение има непрекъснат спектър, характеристичното е линейно и зависи от материала на анода.
  • Медицинските тръби работят при напрежения от порядъка на десетки kV.
  • Рентгеноструктурен анализ: изследване на подреждането на атомите в кристалите.

Пример

При напрежение 31 kV минималната дължина на вълната е λmin = 1240 eV·nm / 31 000 eV = 0,04 nm.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се получават рентгеновите лъчи в рентгенова тръба?
    • При нагряване на стъклото на тръбата
    • При разпадане на ядрата в анода
    • При рязко спиране на бързи електрони в анода
    • При отражение на светлина от анода

    Отговор: При спиране на бързи електрони

    Електроните се ускоряват с високо напрежение и се спират в метален анод.

  2. От какъв порядък е напрежението в медицинските рентгенови тръби?
    • Десетки киловолта
    • Няколко волта
    • 230 V
    • Мегаволти

    Отговор: Десетки kV

    Обикновено от около 20 до 150 kV.

  3. Каква е минималната дължина на вълната на рентгеновите лъчи при напрежение 50 kV? (h = 6,63·10−34 J·s)
    • ≈ 0,25 nm
    • ≈ 2,5 nm
    • ≈ 0,025 nm
    • ≈ 25 nm

    Отговор: ≈ 0,025 nm

    eU = hc/λmin, λmin = hc/(eU) ≈ 2,5·10−11 m.

  4. От какво зависи характеристичното рентгеново лъчение?
    • От материала на анода
    • Само от напрежението
    • От размера на тръбата
    • От температурата в стаята

    Отговор: От материала на анода

    То се дължи на преходи на електрони във вътрешните слоеве на атомите от анода.

  5. Какво се изследва с рентгеноструктурен анализ?
    • Подредбата на атомите в кристалите
    • Температурата на звездите
    • Скоростта на автомобилите
    • Магнитното поле на Земята

    Отговор: Подредбата на атомите в кристалите

    Рентгеновите лъчи дифрактират от кристалната решетка, защото λ е сравнима с разстоянията между атомите.

  6. Как се нарича електродът, в който се удрят бързите електрони в рентгеновата тръба?
    • Катод
    • Анод
    • Решетка
    • Колектор

    Отговор: Анод

    Електроните излизат от нагрятия катод, ускоряват се и се спират в анода, където възникват рентгеновите лъчи.

  7. Какъв е спектърът на спирачното рентгеново лъчение?
    • Линеен
    • Ивичест
    • Непрекъснат
    • Само една линия

    Отговор: Непрекъснат

    Електроните губят различна част от енергията си при спирането, затова спектърът е непрекъснат.

  8. Как се изменя минималната дължина на вълната на рентгеновото лъчение, ако напрежението на тръбата се удвои?
    • Удвоява се
    • Не се изменя
    • Намалява 4 пъти
    • Намалява 2 пъти

    Отговор: Намалява 2 пъти

    λmin = hc/(eU), т.е. е обратно пропорционална на напрежението.

  9. Каква част от енергията на електроните в рентгеновата тръба се превръща в рентгеново лъчение?
    • около 1%
    • около 50%
    • около 99%
    • 100%

    Отговор: около 1%

    Около 99% от енергията се превръща в топлина, затова анодът силно се нагрява и се охлажда.

  10. Кой получава първата Нобелова награда по физика през 1901 г.?
    • Макс Планк
    • Мария Кюри
    • Вилхелм Конрад Рентген
    • Хендрик Лоренц

    Отговор: Вилхелм Конрад Рентген

    Рентген получава първата Нобелова награда по физика за откриването на лъчите, наречени на негово име.

  11. През коя година Рьонтген открива рентгеновите лъчи?
    • 1927 г.
    • 1800 г.
    • 1960 г.
    • 1895 г.

    Отговор: 1895 г.

    Вилхелм Рьонтген открива лъчите през 1895 г.

  12. Защо костите се виждат ясно на рентгенова снимка?
    • Поглъщат повече лъчи
    • Излъчват светлина
    • Отразяват звука
    • Са прозрачни за лъчите

    Отговор: Поглъщат повече лъчи

    Костите съдържат по-тежки елементи (калций) и поглъщат рентгеновите лъчи по-силно от меките тъкани.

  13. Защо анодът на рентгеновата тръба се прави от волфрам?
    • Евтин е
    • Висока температура на топене
    • Лек е
    • Прозрачен е

    Отговор: Висока температура на топене

    Около 99% от енергията на електроните става топлина, затова анодът трябва да издържа на силно нагряване.

  14. Каква енергия придобива електрон, ускорен с напрежение 40 kV?
    • 40 eV
    • 40 MeV
    • 40 keV
    • 4 keV

    Отговор: 40 keV

    E = e·U = 40 000 eV = 40 keV.

  15. Как се изменя λmin на рентгеновото лъчение, ако се увеличи само токът през тръбата, без да се променя напрежението?
    • Намалява
    • Расте
    • Става нула
    • Не се изменя

    Отговор: Не се изменя

    λmin = h·c/(e·U) зависи само от напрежението; токът променя интензитета.