Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21434

Xray in space suitt

H ακτινογραφία σε μια από τις πρώτες διαστημικές στολές, που τώρα βρίσκονται στο μουσείο διαστημικής ιστορίας. Οι ακτινογραφίες χρησιμοποιούνται εκτός από την ιατρική και σε άλλους τομείς .

Σας παρουσιάζουμε μία άσκηση από τις ακτίνες Χ.

Την άσκηση μας λύνει αναλυτικά ο συνάδελφος Χρήστος Τσουκάτος (τον ευχαριστούμε) από το φροντιστήριο Μαθηματικών – Φυσικής – Χημείας (του) στο Λεωνίδιο.

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

Σε μία συσκευή παραγωγής ακτίνων Χ τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται από τάση V = 66 ΚV , ενώ η ισχύς που μεταφέρει η δέσμη των ηλεκτρονίων είναι P = 132 W. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c= 3∙10m / s, η σταθερά του Planck h = 6,6∙1034 J∙s, για το για το στοιχειώδες φορτίο του ηλεκτρονίου 1 eV = 1,6·1019 J ,  |e|=1,6∙1019 C, και ότι √8,25 = 2,9 .

Δ1Να βρείτε το μικρότερο μήκος κύματος των ακτίνων Χ που εκπέμπονται.

Δ2Να υπολογίσετε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος της δέσμης των ηλεκτρονίων.

Δ3Να υπολογίσετε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που φθάνουν στην άνοδο σε χρόνο 2min.

Δ4Να βρεθεί η ηλεκτρεγερτική δύναμη πηγής, εσωτερικής αντίστασης r 4Ω η οπoία όταν συνδεθεί σε αντιστάτη αντίστασης R = 16 Ω αυτός θα αποδώσει θερμική ισχύ διπλάσια από την ισχύ της δέσμης των ηλεκτρονίων της συσκευής παραγωγής ακτίνων Χ.

ΛΥΣΗ

Δ1

Το ελάχιστο μήκος κύματος των ακτίνων Χ :

λmin = (h·c0) / (e·V) ⇒ λmin = (6,6·10-34·3·108) / (1,6·10-19·66·103) ⇒ λmin = 1,875·10-11 m  .

Δ2

Η ισχύς που μεταφέρει η δέσμη των ηλεκτρονίων είναι :

P = V∙I ⇒ I = P / V ⇒ I = (132 / 66)·103 ⇒ I = 2·103 A ή I = 2 mA .

Δ3

O αριθμός των ηλεκτρονίων e που προσπίπτουν στην άνοδο στη χρονική διάρκεια t = 2 min = 120 s , υπολογίζονται από τον ορισμό της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος :

Ι = q / Δt ⇒

(το ηλεκτρικό φορτίο είναι κβαντισμένη ποσότητα : q = Ne·e)

Ι = (Ne·e) / t ⇒ N= (Ι·t) / e ⇒ N= (2·10-3·120) / (1,6∙10-19) ⇒ N= 150·1016  ⇒ N= 1,5·1018  ηλεκτρόνια .

Δ4

Θερμική ισχύς που αποδίδει ο αντιστάτης αντίστασης R:

Ρθ = Ι2κ∙R  όπου Ικ  η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα .

Οπότε θέλουμε :

Ρθ = 2∙Ρ ⇒ Ι2κ∙R = 2∙Ρ ⇒ Ικ = √((2∙Ρ) / R) ⇒ Ικ = √(2∙132 / 16) ⇒ Ικ = √(2∙8,25) ⇒ Ικ = 2,9·√2 A .

Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ικ = E / Rολ ⇒ E = Ικ∙Rολ ⇒ E = Ικ∙(R+r)  ⇒ E = Ικ = 2,9·√2 A ∙20 Ω ⇒ E = 58·√2 V η ηλεκτρεγερτική δύναμη πηγής .

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί σε μαθητές σαν εργασία για το σπίτι και στη συνέχεια να συζητηθεί στη τάξη .

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

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21434

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