Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 21696

x ray chest and an implant

Ακτινογραφίες, ένα απαραίτητο εργαλείο για τους γιατρούς, μια ζωτικής σημασίας συσκευή για τον άνθρωπο.

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από τις ακτίνες X του κεφαλαίου του ατόμου.

Την άσκηση μας λύνει η συνάδελφος Ελπίδα Ανδρουλιδάκη (την ευχαριστούμε).

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

ΘΕΜΑ Δ

Η τάση που εφαρμόζεται σε σωλήνα παραγωγής ακτίνων Χ είναι 33 kV και ο χρόνος λήψης μιας ακτινογραφίας είναι 0,1 s. Δίνονται η σταθερά του Plank h = 6,6·10-34 J∙s , η ταχύτητα του φωτός στο κενό c0 = 3·108 m / s και το φορτίο του ηλεκτρονίου κατ’ απόλυτη τιμή │e│ = 1,6·10-19 C.

Να υπολογισθούν:

Δ1. Το ελάχιστο μήκος κύματος των ακτίνων Χ.

Δ2. H ισχύς της ηλεκτρονικής δέσμης αν η ένταση του ρεύματος της δέσμης των ηλεκτρονίων είναι 20 mA.

Δ3. H ενέργεια που μεταφέρει η ηλεκτρονική δέσμη.

Δ4. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που προσπίπτουν στην άνοδο κατά τη λήψη της ακτινογραφίας.

Λύση

Δ1.

To ελάχιστο μήκος κύματος της δέσμης των ακτίνων Χ :

λmin = c0·h / (│e│·V) ⇒ λmin = 3·108·6,6·10-34 / (1,6·10-19·33·103) ⇒ λmin = (6 / 16)·10-10 m .

Δ2.

H ηλεκτρική ισχύς της ηλεκτρονικής δέσμης :

Ρηλ = V·I ⇒ Ρηλ = 33·103·2·10-2 ⇒ Ρηλ = 660 W .

Δ3.

H ηλεκτρική ισχύς ορίζεται :

Ρηλ = ΔWηλ / Δt ⇒ ΔWηλ = Ρηλ·Δt ⇒ ΔWηλ = 660·10-1 ⇒ ΔWηλ = 66 joule .

Δ4.

H ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος ορίζεται :

Ι = Δq / Δt ⇒

(Το φορτίο είναι κβαντισμένη ποσότητα : Δq = Νe·│e│, όπου Νο αριθμός των ηλεκτρονίων)

Ι = (Νe·│e│) / Δt ⇒ Νe = I·Δt / │e│ ⇒ Νe = 2·10-2·10-1 / (1,6·10-19) ⇒ Νe = 1,25·1016  ηλεκτρόνια .

Σχόλιο (από τον φίλο της σελίδας Στράτο) : Μήπως θα έπρεπε ο αριθμός των ηλεκτρονίων να είναι ακέραιος ; δηλαδή : Νe = 125·1014  ηλεκτρόνια .

Απάντηση : Νομίζουμε ότι από την αρχή της χρονιάς θα πρέπει ο μαθητής να μπορεί να καταλάβει ότι το φορτίο είναι μια κβαντισμένη ποσότητα, άρα υπάρχει μόνο ακέραιος αριθμός ηλεκτρονίων. Ευχαριστούμε τον Στράτο που μας έδωσε την ευκαιρία να το τονίσουμε.

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

Advertisements

4 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 21696

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s