Giáo án chuyên đề Vật lí 12 kết nối Bài 5: Tia X

Hình ảnh tấm phim chụp X quang về xương.

Hình ảnh máy kiểm tra an ninh tại sân bay.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS tìm hiểu SGK và trả lời các câu hỏi:

+ Bản chất của tia X là gì?

Câu hỏi (SGK)

1.  Nêu cách tạo ra tia X.

2. Tại sao đối cathode của ống phát tia X lại được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao?

- HS thảo luận và thực hiện Hoạt động (SGK)

Hãy tìm hiểu trên internet, sách, báo và các nguồn thông tin khác để:

1. Nêu một số tính chất của tia X.

2. Chỉ ra một số tác dụng không mong muốn khi sử dụng tia X.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả các hoạt động, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận nội dung về bản chất và cách tạo tia X.

I. Bản chất và cách tạo ra tia X

- Tia X có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng trong khoảng từ m đến m.

Trả lời Câu hỏi (SGK)

Câu 1. Nguyên tắc tạo ra tia X:

Ống phát tia X là ống thuỷ tinh, trong đó có gắn hai điện cực anode và cathode, áp suất trong ống vào khoảng mmHg.

• Cathode được nung nóng bằng nguồn điện, là nguồn phát ra các electron.

• Anode là cực dương, đối diện với cathode. Trên bề mặt anode có gắn một tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn để chắn chùm electron (điện cực này được gọi là đối cathode).

• Hiệu điện thế giữa hai điện cực cathode và anode có độ lớn khoảng 200 kV.

- Chùm electron bị bật ra khỏi cathode được tăng tốc trong điện trường mạnh nên có động năng rất lớn. Khi chùm electron đập vào bề mặt đối cathode, nó bị dừng đột ngột và phát ra một bức xạ không nhìn thấy được. Bức xạ đó được gọi là tia X.

Câu 2. Khi electron chuyển động với tốc độ rất lớn đến đập vào đối cathode làm đói cathode nóng lên với nhiệt độ rất cao, do vậy đối cathode phải được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao.

Hoạt động (SGK)

1. Một số tính chất của tia X:

- Khả năng đâm xuyên tốt: truyền qua được những vật chắn sáng thông thường như giấy, gỗ, hay kim loại mỏng.... Tia X có bước sóng càng ngắn, khả năng đâm xuyên càng mạnh.

- Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh.

- Làm phát quang một số chất.

- Có khả năng ion hoá không khí và các chất khí.

- Tác dụng sinh học rất mạnh: huỷ hoại tế bào, diệt vi khuẩn,...

2. Một số tác dụng không mong muốn của tia X

- Với bước sóng ngắn tia X có thể đi xuyên qua nhiều vật chất và gây hại rất lớn cho các dạng sinh vật sống. Với con người, tia X ở mức độ tiếp xúc khác nhau rất dễ gây rối loạn quá trình trao đổi chất, thay đổi mã di truyền,...

Các biện pháp bảo vệ thụ động con người khi sử dụng tia X như 

+ Phòng sử dụng tia X được bọc chì, 

+ Nhân viên làm việc trong phòng chụp mặc áo bảo vệ bọc chì,...

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

-  GV yêu cầu HS tìm hiểu và trình bày về:

Cách điều khiển chùm tia X.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả các hoạt động, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận nội dung về cách điều khiển tia X.

II. Cách điều khiển tia X

Để điều khiến tia X, người ta có thể: 

• Tăng dòng điện dùng để nung nóng cathode, số electron bứt ra khỏi cathode trong mỗi giây tăng lên, số electron đến anode nhiều hơn sẽ tạo tia X có cường độ lớn hơn.

• Tăng hiệu điện thế giữa hai cực anode và cathode của ống tia X, khi đó tia X được tạo ra có năng lượng cao hơn.

• Sử dụng một bộ lọc hấp thụ tia X mềm để năng lượng trung bình của chùm tia X cao hơn.