Chuyên đề Vật lí 12 Cánh diều Bài 1. Tia X và tạo ảnh bằng tia X có đáp án

Tia X là những bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng 10$^{-11}$ m đến 10$^{-8}$ m.

Tia X giúp tạo ra hình ảnh thể hiện các cấu trúc của cơ thểbằng cách chụp ảnh X-quang tạo ra hình ảnh X-quang giúp chẩn đoán các bệnh lí liên quan đến xương, cơ, nội tạng,…

Ống tia X có cấu tạo gồm một ống chân không, trong ống có hai điện cực. Cực âm (cathode) là dây điện trở được đốt nóng để phát các electron. Đối diện với cực âm là cực dương (anode), ở cực dương có đối cathode được làm bằng kim loại có nguyên tử lượng lớn và nhiệt độ nóng chảy cao như tungsten.

Hiệu điện thế giữa anode và cathode có thể lên đến hàng trăm kilôvôn. Dưới tác dụng của hiệu điện thế này, chùm electron phát ra từ cathode dược tăng tốc và có động năng rất lớn. Khi đập vào đối cathode, các electron có tốc độ cao này bị giảm tốc đột ngột sẽ làm phát ra các tia X theo mọi hướng. Một phần tia X đi qua cửa sổ của ống tia X ra không gian bên ngoài ống.

Cấu tạo của ống tia X đơn giản:

- Một ống chân không, trong ống có hai điện cực âm.

- Cực âm (cathode) là dây diện trở được đốt nóng để phát ra các electron.

- Cực dương (anode), ở cực dương có đối cathode được làm bằng kim loại có nguyên tử lượng lớn và nhiệt độ nóng chảy cao như tungsten.

- Một hiệu điện thế giữa anode và cathode.

a) Tính chất nổi bật và quan trọng nhất của tia X là khả năng đâm xuyên. Nó dễ dàng đi qua các vật không trong suốt đối với ánh sáng thông thường như gỗ, giấy, vải, các mô mềm như thịt, da.

Đối với các mô cứng và kim loại thì nó đi qua khó hơn, và kim loại có nguyên tử lượng càng lớn thì tia X càng khó xuyên qua. Chẳng hạn, một chùm tia X có thể đi qua một tấm nhôm dày vài xentimét, nhưng lại bị chặn bởi một tấm chì dày vài milimét. Vì vậy, chì thường được dùng làm tấm chắn bảo vệ cho người sử dụng tia X.

Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn; ta nói là nó càng cứng.

b) Tia X làm đen kính ảnh nên trong y tế, người ta thường chụp điện thay cho quan sát trực tiếp bằng mắt.

c) Tia X làm phát quang một số chất ; ví dụ : platinô - xianua - bari. Vì vậy, chất này được dùng làm màn quan sát khi chiếu điện.

d) Tia X làm ion hoá không khí. Đo mức độ ion hoa của không khí có thể suy ra được liều lượng tia X. Rọi vào các vật, đặc biệt là kim loại, tia X cũng bứt được êlectron ra khỏi vật.

e) Tia X có tác dụng sinh lí: nó huỷ diệt tế bào. Vì vậy người ta dùng tia X để chữa trị ung thư nông.