Определите минимальное напряжение при котором в спектре тормозного излучения

1. Найти границу тормозного рентгеновского излучения (частоту и длину волны) для
напряжений U1 = 2 кВ и U2 = 20 кВ.
2. Определить минимальное напряжение, при котором в спектре тормозного излучения
появляются лучи с длиной волны 0,015 нм.

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

Ответы и объяснения 1

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Определите минимальное напряжение при котором в спектре тормозного излучения

1. Найти границу тормозного рентгеновского излучения (частоту и длину волны) для
напряжений U1 = 2 кВ и U2 = 20 кВ.
2. Определить минимальное напряжение, при котором в спектре тормозного излучения
появляются лучи с длиной волны 0,015 нм.

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

Ответы и объяснения 1

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Задачи с решениями

Рентгеновское (тормозное) излучение возникает при бомбардировке быстрыми электронами металлического антикатода (анода) рентгеновской трубки. Определите длину волны коротковолновой границы спектра тормозного излучения, если скорость электронов равна

Коротковолновая граница тормозного рентгеновского спектра соответствует переходу всей кинетической энергии электрона в излучение при столкновении с атомом антикатода. В результате возникает квант рентгеновского излучения. При определении энергии кванта в формуле Эйнштейна можно пренебречь работой выхода по сравнению с энергией электрона, поэтому

Здесь – постоянная Планка, – длина волны коротковолновой границы рентгеновского спектра.

Так как скорость электронов сравнима со скоростью света , необходимо использовать релятивистскую формулу для кинетической энергии:

Здесь – релятивистский параметр, – масса электрона.

Подстановка числовых значений в эти формулы дает

Значение _k, выраженное в электрон-вольтах, показывает, что между катодом и антикатодом рентгеновской трубки было создано напряжение 46 кВ. Теперь можно определить длину волны :

Расчет кинетической энергии по нерелятивистской формуле приводит к значению .

Источник

Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если минимальная длина волны

Условие задачи:

Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если минимальная длина волны в спектре рентгеновского излучения равна 0,60 нм?

Задача №11.3.3 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

Рентгеновское излучение получают в специальном устройстве, называемом рентгеновской трубкой. Катод рентгеновской трубки представляет собой вольфрамовую спираль, испускающую электроны за счет термоэлектронной эмиссии. Между анодом и катодом создается высокое напряжение. Поток электронов соударяется с зеркалом анода, при этом рождаются рентгеновские лучи.

При торможении электрона лишь часть энергии идет на создание фотона рентгеновского излучения, другая часть расходуется на нагревание анода. Так как соотношение между этими частями случайно, то при торможении большого количества электронов образуется непрерывный спектр рентгеновского излучения. В связи с этим тормозное излучение называют еще сплошным.

В каждом из спектров наиболее коротковолновое (высокочастотное) тормозное излучение возникает тогда, когда энергия, приобретенная электроном в ускоряющем поле, полностью переходит в энергию фотона. По закону сохранения энергии имеем:

В этой формуле \(e\) – модуль заряда электрона, равный 1,6·10 -19 Кл, \(h\) – постоянная Планка, равная 6,62·10 -34 Дж·с.

Частоту колебаний можно выразить через скорость света \(c\), которая равна 3·10 8 м/с, и длину волны по следующей формуле:

Подставим выражение (2) в формулу (1), тогда получим:

Откуда напряжение в рентгеновской трубке \(U\) равно:

Посчитаем численный ответ задачи:

Ответ: 2068,75 В.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Определите минимальное напряжение при котором в спектре тормозного излучения

Для объяснения свойств теплового излучения пришлось ввести представление об испускании электромагнитного излучения порциями (квантами). Квантовая природа излучения подтверждается также существованием коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра.

Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке твердых мишеней быстрыми электронами (рис. 2.6) Здесь анод выполнен из W, Mo, Cu, Pt – тяжелых тугоплавких или с высоким коэффициентом теплопроводности металлов.

Только 1–3 % энергии электронов идет на излучение, остальная часть выделяется на аноде в виде тепла, поэтому аноды охлаждают водой.

Попав в вещество анода, электроны испытывают сильное торможение и становятся источником электромагнитных волн (рентгеновских лучей).

Начальная скорость электрона при попадании на анод определяется по формуле:

где U – ускоряющее напряжение.

>Заметное излучение наблюдается лишь при резком торможении быстрых электронов, начиная с U

50 кВ, при этом (с – скорость света). В индукционных ускорителях электронов – бетатронах, электроны приобретают энергию до 50 МэВ, = 0,99995 с. Направив такие электроны на твердую мишень, получим рентгеновское излучение с малой длиной волны. Это излучение обладает большой проникающей способностью.

Согласно классической электродинамике при торможении электрона должны возникать излучения всех длин волн от нуля до бесконечности. Длина волны, на которую приходится максимум мощности излучения, должна уменьшиться по мере увеличения скорости электронов, что в основном подтверждается на опыте (рис. 2.7).

Однако есть принципиальное отличие от классической теории: нулевые распределения мощности не идут к началу координат, а обрываются при конечных значениях – это и есть коротковолновая граница рентгеновского спектра.

Экспериментально установлено, что .

Существование коротковолновой границы непосредственно вытекает из квантовой природы излучения. Действительно, если излучение возникает за счёт энергии, теряемой электроном при торможении, то энергия кванта не может превысить энергию электрона eU, т.е. , отсюда или .

В данном эксперименте можно определить постоянную Планка h. Из всех методов определения постоянной Планка метод, основанный на измерении коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра, является самым точным.

Источник

Определите минимальное напряжение при котором в спектре тормозного излучения

Квантово-оптические явления. Физика атома
§ 39. Рентгеновское излучение

Условия задач и ссылки на решения по теме:

1 Определить длину волны λKα и энергию εKα фотона Kα-линии рентгеновского спектра, излучаемого вольфрамом при бомбардировке его быстрыми электронами.
РЕШЕНИЕ

2 Определить напряжение U, под которым работает рентгеновская трубка, если коротковолновая граница λmin в спектре тормозного рентгеновского излучения оказалась равной 15,5 пм.
РЕШЕНИЕ

39.1 Определить скорость v электронов, падающих на антикатод рентгеновской трубки, если минимальная длина волны λmin в сплошном спектре рентгеновского излучения равна 1 нм.
РЕШЕНИЕ

39.2 Определить коротковолновую границу λmin сплошного спектра рентгеновского излучения, если рентгеновская трубка работает под напряжением U=30 кВ
РЕШЕНИЕ

39.3 Вычислить наибольшую длину волны λmax в K-серии характеристического рентгеновского спектра скандия
РЕШЕНИЕ

39.4 При исследовании линейчатого рентгеновского спектра некоторого элемента было найдено, что длина волны λ линии Kα равна 76 пм. Какой это элемент?
РЕШЕНИЕ

39.5 Какую наименьшую разность потенциалов Umin нужно приложить к рентгеновской трубке, антикатод которой покрыт ванадием (Z=23), чтобы в спектре рентгеновского излучения появились все линии K-серии ванадия? Граница K-серии ванадия λ=226 пм.
РЕШЕНИЕ

39.6 Определить энергию ε фотона, соответствующего линии Kα в характеристическом спектре марганца (Z=25)
РЕШЕНИЕ

39.7 В атоме вольфрама электрон перешел с М-слоя на L-слой. Принимая постоянную экранирования σ равной 5,5, определить длину волны λ испущенного фотона.
РЕШЕНИЕ

39.8 Рентгеновская трубка работает под напряжением U=1 MB. Определить наименьшую длину волны λmin рентгеновского излучения.
РЕШЕНИЕ

39.9 Вычислить длину волны λ и энергию ε фотона, принадлежащего Kα-линии в спектре характеристического рентгеновского излучения платины.
РЕШЕНИЕ

39.10 При каком наименьшем напряжении Umin на рентгеновской трубке начинают появляться линии серии Kα меди?
РЕШЕНИЕ

Источник