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

RẤT VUI ĐƯỢC GẶP LẠI CÁC EM!

Chuyên đề Vật lí 12 - Kết nối tri thức

KHỞI ĐỘNG

Tấm phim chụp X quang xương

Máy kiểm tra an ninh tại sân bay

Bản chất của tia X là gì? Cách tạo ra và cách điều khiển tia X như thế nào?

CHUYÊN ĐỀ 2:

MỘT SỐ ỨNG DỤNG VẬT LÍ TRONG CHẨN ĐOÁN Y HỌC

BÀI 5: TIA X

NỘI DUNG BÀI HỌC

01

Bản chất và cách tạo ra tia X

Cách điều khiển tia X

Sự suy giảm tia X

Ứng dụng của 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 10-11 m đến 10-8 m.

Tìm hiểu thông tin SGK và cho biết bản chất của tia X là gì.

Câu hỏi (SGK - tr.27)

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?

Hình 5.1. Mô hình nguyên tắc tạo ra tia X

Cả lớp theo dõi video “Cách tạo ra tia X”

Hình 5.1. Mô hình nguyên tắc tạo ra tia X

Câu 1:

Cách tạo ra tia X:

• 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 → đối cathode phải được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao.

Hoạt động (SGK - tr.27)

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

• Nêu một số tính chất của tia X.
• Chỉ ra một số tác dụng không mong muốn khi sử dụng tia X.

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....

Bước sóng

càng ngắn, khả năng đâm xuyên càng mạnh.

Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh

Làm phát quang một số chất (bari, xyanua,...)

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

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

Bước sóng ngắn tia X có thể đi xuyên qua nhiều vật chất và gây hại rất lớn cho các dạng sinh vật sống.

Một số tác dụng không mong muốn khi sử dụng tia X:

Với con người, tia X 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,...

II.

CÁCH ĐIỀU KHIỂN TIA X

tia X gồm

tia X cứng: có bước sóng ngắn.

tia X mềm: có bước sóng dài hơn.

Tìm hiểu thông tin trong SGK

và trình bày các cách điều khiển chùm tia X.

Cách điều khiển tia X

Số electron bứt ra khỏi cathode trong mỗi giây tăng lên, số electron đến anode nhiều hơn → tạo tia X có cường độ lớn hơn.

Tăng dòng điện dùng

để nung nóng cathode

Tăng hiệu điện thế

giữa hai cực anode và cathode của ống tia X

Sử dụng bộ lọc hấp thụ tia X mềm

Tia X được tạo ra có năng lượng cao hơn.

Năng lượng trung bình của chùm tia X cao hơn.

III.

SỰ SUY GIẢM TIA X

Thế nào là sự suy giảm tia X?

Sự giảm cường độ của tia X khi đi qua vật liệu được gọi là sự suy giảm tia X.

Ví dụ:

Khả năng hấp thụ tia X khi truyền qua xương và mô mềm khác nhau.

Hình 5.2.

Hình ảnh chụp X-quang

Do tính chất đâm xuyên của tia X và tính chất tia X bị môi trường hấp thụ khi nó truyền qua: với môi trường không đồng nhất (cơ thể người) thì khả năng hấp thụ tia X khi truyền qua xương và mô mềm khác nhau.

Giải thích

Hình ảnh hiển thị trên phim sẽ có độ đậm nhạt khác nhau.

Có nhiều tia X tới được phim làm cho hình ảnh hiển thị trên phim có màu đậm.

Tia X bị hấp thụ ít hơn khi truyền qua mô mềm

Có ít tia X tới được phim làm cho hình ảnh hiển thị trên phim có màu sáng.

Tia X bị hấp thụ nhiều hơn khi truyền qua xương

GHI NHỚ

• Cường độ I của chùm tia X:

Đơn vị của cường độ là W.m-2

• P: là công suất chùm tia X truyền qua mặt S.
• S: là diện tích mặt cắt ngang của chùm tia X.

Trong đó:

• Biểu thức mô tả sự suy giảm của tia X khi đi qua một vật liệu đồng nhất:

• Io: là cường độ ban đầu (trước khi bị hấp thụ).
• d: là độ dày của vật liệu.
• I: là cường độ truyền qua
• µ: là hệ số suy giảm (hoặc hấp thụ) của môi trường (đơn vị m-1).

Trong đó:

ỨNG DỤNG CỦA TIA X

IV.

Đọc thông tin SGK và các nguồn tài liệu để tìm hiểu ứng dụng của tia X trong các lĩnh vực:

Công nghiệp

Thiên văn học

Kiểm tra an ninh

Phân tích

cấu trúc và thành phần hoá học

Y học

Được sử dụng trong các máy chụp X-quang, chụp cắt lớp, xạ trị,...

Hữu dụng trong việc xác định bệnh lí về xương, nhưng cũng có thể giúp ích tìm ra các bệnh về phần mềm.

Xạ trị tia X là can thiệp y tế dùng chuyên biệt cho các tế bào ung thư nông.

Y học:

Công nghiệp:

• Trong dây chuyền sản xuất: máy dò sử dụng tia X để phát hiện tạp chất trong sản phẩm.
• Trong lĩnh vực công nghệ cơ khí: dùng tia X chiếu qua sản phẩm sẽ cho ta biết được vùng nào của sản phẩm có khuyết tật.

Thiên văn học:

Tia X được dùng để nghiên cứu các vật thể vũ trụ ở các bước sóng tia X. Các thiên thể có nhiệt độ cực cao bức xạ tia X theo lí thuyết bức xạ của vật đen tuyệt đối, là cơ sở để xác định nhiệt độ ngôi sao đó.

------------------------------

----------------- Còn tiếp ------------------