Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 28: Tia X (Bản chuẩn kĩ năng)

ân sự: ống nhòm hồng ngoại để quan sát và lái xe ban đêm, camera hồng ngoại để chụp ảnh, quay phim ban đêm; tên lửa tìm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại 
Tia hồng ngoại 
Tia tử ngoại là bức xạ không nhìn thấy được, ở ngoài vùng màu tím của quang phổ. Tia tử ngoại có bước sóng trong khoảng 10 -8 m đến 0,38.10 -6 m. 
* Tia tử ngoại có các tính chất quan trọng sau: 
- Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh. 
- Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của một số chất. 
- Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hoá học. 
- Tia tử ngoại làm iôn hoá chất khí. 
- Tia tử ngoại có tác dụng sinh học: huỷ diệt tế bào da,tế bào võng mạc; diệt khuẩn, nấm mốc. 
- Tia tử ngoại bị nước, thuỷ tinh .hấp thụ mạnh nhưng lại trong suốt với thạch anh. 
* Công dụng của tia tử ngoại: 
- Tia tử ngoại được ứng dụng trong y tế để tiệt trùng các dụng cụ phẫu thuật, chữa một số bệnh ( vd chữa bệnh còi xương). 
- Tia tử ngoại được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm để tiệt trùng cho thực phẩm trước khi đóng gói hoặc đóng hộp. 
- Tia tử ngoại được ứng dụng trong công nghiệp cơ khí để tìm các vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại. 
Tia tử ngoại 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
NỘI DUNG BÀI HỌC: 
I. PHÁT HIỆN TIA X. 
II. CÁCH TẠO TIA X. 
III. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X. 
IV. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ. 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
I. PHÁT HIỆN TIA X. 
Năm 1895, khi Rơn-ghen làm thí nghiệm với ống phóng tia catốt, Ông nhận thấy từ vỏ thuỷ tinh đối diện với catốt có một bức xạ được phóng ra. Bức xạ này không nhìn thấy nhưng nó làm đen phim ảnh và làm phát quang một số chất. Rơn-ghen gọi tia này là tia X. 
Rơn-ghen (1845-1923) nhà vật lý người Đức. Giải thưởng NÔBEN năm 1901, là người đã phát hiện ra tia X. 
+ 
- 
Ca tốt 
Anốt 
Kết luận: 
 Mỗi khi một chùm tia catốt-chùm electrôn có năng lượng lớn- đập vào vật rắn có nguyên tử lượng lớn thì vật đó phát ra tia X. 
Tia X 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
I. PHÁT HIỆN TIA X. 
II. CÁCH TẠO TIA X. 
Để tạo ra tia X, người ta dùng ống Cu-lít-giơ. 
* Cấu tạo: 
 Ống Cu-lít-giơ là một ống thuỷ tinh, bên trong là chân không. Áp suất bên trong ống khoảng 10 -3 mmHg. Gồm: 
- Một dây nung bằng vonfam FF’ dùng làm nguồn electrôn. FF’ được nung nóng bởi một dòng điện. 
- Một catốt K bằng kim loại, hình chỏm cầu. 
- Một anốt A bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn, điểm nóng chảy cao và được làm nguội bằng một dòng nước khi ống hoạt động. 
- Hiệu điện thế giữa anốt và catốt khoảng vài chục KV. 
* Hoạt động: 
- Khi dây FF’ được nung nóng thì nó phát ra các electrôn. Các electrôn này được tăng tốc trong điện trường mạnh nên khi đến anốt chúng thu được năng lượng lớn, khi đập vào anốt thì chúng làm anốt phát ra tia X. 
Nước làm nguội 
A 
F 
F’ 
K 
Ống Cu-lít-giơ hoạt động như thế nào? 
N­íc lµm ngu«Þ 
CT 
A 
F 
F’ 
K 
Tia X 
Em hãy nêu cấu tạo của ống Cu-lít-giơ? 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
I. PHÁT HIỆN TIA X. 
II. CÁCH TẠO TIA X. 
III. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X. 
1. Bản chất của tia X. 
Tia X là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, nằm trong khoảng từ 10 -11 m đến 10 -8 m. 
2. Tính chất của tia X. 
+ Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh. 
 Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh: ta nói nó càng cứng. 
+ Tia X làm đen kính ảnh. 
+ Tia X làm phát quang một số chất. 
+ Tia X làm iôn hoá không khí, và làm bứt electron ra khỏi kim loại. 
+ Tia X có tác dụng sinh lí: nó huỷ hoại tế bào. 
3. Công dụng của tia X. 
* Trong y học. 
* Trong công nghiệp. 
* Trong giao thông. 
* Trong phòng thí nghiệm. 
Tia X dễ dàng đi qua các vật như gỗ, vải, giấy,các mô mềm (như thịt da). Nó bị cản bởi các mô cứng (như xương), kim loại. Kim loại có nguyên tử lượng càng lớn thì tia X càng khó xuyên qua. 
vd : Tia X có thể xuyên qua một tấm nhôm dày vài cm, nhưng lại bị chặn bởi tấm chì dày vài mm . Vì vậy chì được dùng làm tấm chắn bảo vệ cho người sử dụng tia X. 
17 năm sau khi Rơn-ghen phát hiện ra tia X thì Phôn Lau-e (nhà vật lý người Đức, nhận giải NÔBEN năm 1914) bằng thí nghiệm nhiễu xạ tia X đã chứng minh được rằng tia X có cùng bản chất với tia tử ngoại nhưng có bước sóng nhỏ hơn rất nhiều. 
Em hãy nêu bản chất của tia X ? 
Em hãy nêu các tính chất của tia X ? 
Em hãy so sánh tính chất của tia X và tia Tử ngoại? 
Tia X có đầy đủ các tính chất của tia Tử ngoại. (chỉ khác là tia X có tác dụng mạnh hơn) Đó là bằng chứng về sự đồng nhất về bản chất giữa tia X và tia tử ngoại (đều là sóng điện từ). 
Tia X được ứng dụng trong chụp điện để chuẩn đoán một số bệnh về tim, mạch, phổi các chấn thương về xương; và được dùng để chữa một số bệnh (như chữa ung thư nông). 
Tia X được dùng để phát hiện các khuyết tật của các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể. 
 Tia X dùng để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay. 
 Tia X dùng để nghiên cứu thành phần và cấu trúc các vật rắn. 
Em hãy nêu các công dụng của tia X? Những công dụng đó được áp dụng từ tính chất nào của tia X? 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
I. PHÁT HIỆN TIA X. 
II. CÁCH TẠO TIA X. 
III. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X. 
IV. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ. 
 Em hãy nêu các sóng hoặc bức xạ có bản chất là sóng điện từ? 
- Sóng điện từ có đủ mọi tính chất mà ta đã biết của sóng ánh sáng. 
- Các tia hồng ngoại có bước sóng khoảng vài mm thì có thể thu và phát bằng cả hai phương pháp: phương pháp thu và phát sóng vô tuyến, phương pháp thu và phát tia hồng ngoại. 
 Tại sao ta có thể đồng nhất sóng điện từ và sóng ánh sáng? 
- Sóng vô tuyến: λ khoảng vài mm đến vài km. 
- Tia hồng ngoại: λ khoảng 0,76.10 -6 m đến vài mm. 
- Ánh sáng nhìn thấy: λ khoảng 0,38. 10 -6 m đến 0,76.10 -6 m. 
- Tia tử ngoại: λ khoảng 10 -8 m đến 0,38.10 -6 m. 
- Tia X: λ khoảng 10 -11 m đến 10 -8 m. 
 Trong sự phân ra hạt nhân của một số nguyên tử có một loại tia được phát ra đó là tia gamma. Tia gamma có những tính chất giống như tia X nhưng khả năng đâm xuyên mạnh hơn . 
Tia gamma có cùng bản chất với tia X (là sóng điện từ) nhưng có bước sóng ngắn hơn (dưới 10 -11 m). 
Em có nhận xét gì về bản chất của tia gamma? 
Em hãy sắp xếp các sóng điện từ theo thứ tự tăng dần (hoặc giảm dần) của bước sóng. 
AÙnh saùng nhìn thaáy 
Tia hoàng ngoaïi 
Tia töû ngoaïi 
Soùng voâ tuyeán 
Tia X (Rônghen) 
Tia Gamma 
Caùch phaùt 
Caùc nguoàn saùng 
Vaät noùng döôùi 500 o C 
Vaät noùng treân 3000 0 C 
Maùy phaùt voâ tuyeán 
Ống Cu-lít-giơ ( Rônghen) 
Sự phân rã phóng xạ 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
I. PHÁT HIỆN TIA X. 
II. CÁCH TẠO TIA X. 
III. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X. 
IV. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ. 
Giữa các miền của thang sóng điện từ không có ranh giới rõ rệt các miền lân cận lấn lên nhau. 
Em hãy nêu khái niệm thang sóng điện từ ? 
 Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma có cùng bản chất là sóng điện từ, chỉ khác nhau bước sóng. Chúng tạo thành một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ. 
Nguyên nhân nào làm cho tính chất của các loại sóng điện từ này khác nhau? 
Sự khác nhau về tần số (bước sóng) làm cho tính chất của các loại sóng này khác nhau. Những sóng có bước sóng càng ngắn thì các tính chất (như: đâm xuyên, iôn hoá, làm phát quang các chất) càng mạnh, những sóng có bước sóng càng dài thì càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng. 
1. Tia X (tia Rônghen) laø: 
2. Tính chaát naøo sau ñaây khoâng phaûi laø cuûa tia X: 
4. Choïn caâu sai: 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
BÀI TẬP VẬN DỤNG: 
3. Choïn caâu sai: 
A. Moät böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng nhoû hôn 10 -8 m. 
B. Do catoát cuûa oáng Rônghen phaùt ra . 
C. Böùc xaï coù theå nhìn thaáy baèng maét thöôøng. 
D. Do caùc vaät nung noùng phaùt ra. 
A. Tính ñaâm xuyeân maïnh. 
B. Taùc duïng maïnh leân kính aûnh . 
C. Xuyeân qua taám chì daøy vaøi cm. 
D. Taùc duïng huyû dieät teá baøo. 
D. Tia X laø böùc xaï troâng thaáy ñöôïc vì noù laøm cho moät soá chaát phaùt quang. 
A. Tia X coù khaû naêng xuyeân qua moät laù nhoâm moûng. 
B. Tia X taùc duïng maïnh leân kính aûnh. 
C. Tia X laø böùc xaï coù haïi cho söùc khoeû con ngöôøi. 
C. Tia X coù cuøng baûn chaát vôùi aùnh saùng. 
D. Tia X laø soùng ñieän töø coù böôùc soùng ngaén. 
A. Tia X coù cuøng baûn chaát vôùi soùng voâ tuyeán. 
B. Tia X coù cuøng baûn chaát vôùi soùng aâm. 
Tiết 46- Bài 28. TIA X 
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ: 
BÀI VỪA HỌC: 
* Tia X là gì? 
* Cấu tạo và hoạt động của ống Cu-lít-giơ. 
* Bản chất, tính chất, công dụng của tia X. 
* Kết luận tổng quát về thang sóng điện từ. 
* Làm bài tập trong SGK trang146. 
BÀI SẮP HỌC: 
* Ôn lại cách tính giá trị trung bình và sai số của một đại lượng đo gián tiếp. Cách ghi kết quả. 
* Ôn lại hiện tượng giao thoa ánh sáng. 
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì? 
- Điều kiện để có giao ánh sáng? 
- Công thức tính khoảng vân, công thức xác định bước sóng ánh sáng trong hiện tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc bởi khe Y-âng. 
* Tìm hiểu các dụng cụ trong bài thực hành, những điểm cần lưu ý khi sử dụng dụng cụ đó. 
* Các bước tiến hành thí nghiệm. 
* Chuẩn bị mẫu báo cáo như trong SGK trang 150. 
Kính chuùc quyù thaày, coâ giaùo cuøng caùc em söùc khoeû vaø haïnh phuùc ! 
A 
F’ 
Tia X làm phát quang một số chất. 
 Bạn đã trả lời sai 
Bạn đã trả lời đúng 
Bạn đã trả lời đúng 
 Nhóm nghiên cứu của Jacob Trombka, Trung tâm Goddard của NASA ở Greenbelt (Mỹ), đã dựa trên nguyên lý hoạt động của thiết bị chụp tia X gắn trên tàu không gian NEAR, để thiết kế "chiếc máy dò tội phạm". 
 Nguyên lý hoạt động của máy như sau: 
 Khi dùng một chùm rơnghen chiếu vào một mẫu vật, thì một phần của nó sẽ bị phản lại. Cường độ và bước sóng của chùm rơnghen phản hồi sẽ phụ thuộc vào thành phần hóa học của mẫu vật. 
 Vì thế, dựa vào đó, người ta có thể suy ra thành phần hóa học của mẫu vật. Thiết bị Rơnghen này nhạy cảm đến mức, người ta có thể xác định sự có mặt của từng nguyên tố hóa học trong mẫu vật, để biết chính xác đó là gỗ, bụi, máu, hay thuốc súng. 
 Lợi thế nữa kỹ thuật chụp rơnghen là mẫu thử không bị phá hủy như ở các phương pháp xét nghiệm hóa học hiện nay. 
ÖÙng duïng môùi cuûa tia Rônghen