tia X và ứng dụng của tia X

Ông đã phát hiện ra rằng khi đặt trong bóng tối hoàn toàn, tia X sẽ đi xuyên qua các vật thể có mật độ vật chất khác nhau, từ đó dựng lại khá rõ các cơ bắp và thớ thịt trên bàn tay của v

Chào m ừng thầ

Danh sách nhóm:

1 Phạm Thị Thu Thảo

2 Nguyễn Thị Thùy

3 Vũ Thị Quyên

TIA X VÀ ỨNG DỤNG CỦA TIA X

I Sự phát hiện ra tia X

1.Lịch sử phát hiện

 Tối ngày 8/11/1895, sau khi rời phòng thí nghiệm một quãng, sực nhớ quên chưa ngắt cầu dao điện cao thế dẫn vào ống tia

catod, Wilhelm Conrad Röntgen quay lại phòng và phát hiện ra một mảnh bari platinocyanide (BaPt(CN)4) vẫn phát sáng

mặc dù ống catod đã được bọc bằng bìa cứng và nằm ở tận đầu kia của căn phòng Ông đã đưa ra giả thuyết rằng phải có

một loại bức xạ nào đó đang chiếu ngang qua phòng Khi đó Röntgen đã không hiểu được hoàn toàn phát hiện của mình, vì

vậy ông đặt tên cho loại tia đó là tia X - một ẩn số chưa được giải đáp của tự nhiên

Nhà vật lí người ĐứcWilhelm Conrad Röntgen

1.Lịch sử phát hiện

 Để kiểm chứng giả thuyết mới của mình, Röntgen đã nhờ vợ mình làm mẫu cho bức ảnh chụp bằng tia X đầu tiên - hình

ảnh về xương bàn tay và chiếc nhẫn cưới của bà mà về sau được biết đến là bức röntgenogram đầu tiên Ông đã phát hiện ra

rằng khi đặt trong bóng tối hoàn toàn, tia X sẽ đi xuyên qua các vật thể có mật độ vật chất khác nhau, từ đó dựng lại khá rõ

các cơ bắp và thớ thịt trên bàn tay của vợ ông

Bực ảnh chụp bằng tia X đầu tiên

I Sự phát hiện ra tia X

2 Nguồn gốc

 Tia X được sinh ra khi chiếu một chùm đạn điện tử từ cực katot có năng lượng cao vào bia kim

loại và đi xuyên sâu vào lớp vỏ nguyên tử của chất làm anốt, tương tác với các lớp electron ở các

lớp trong cùng làm phát ra tia X

 Tia X cũng được phát ra từ các sao nùn trắng, tâm thiên hà, hố đen, hay các pulsar

Ảnh chụp bằng tia X của thiên hà NG 1232 khi va chạm với thiên hà nhỏ hơn

Ảnh chụp bằng tia X của thiên hà

3 Cách tạo ta tia X

 Để tạo ra tia X người ta dung 1 ống cu-lit-giơ: là 1 ống thủy tinh bên trong là chân không, gồm 1 dây nung FF’ bằng vonfam và 2 điện cực

 Nguyên tắc hoạt động: nung nóng dây FF’ bằng dòng điện Đặt vào giữa K và A một hiệu điện thế

cỡ vài chục kv Các electron bay ra từ dây nung FF’ sẽ chuyển động trong điện trường mạnh giữa

A và K đến đập và A và làm cho A phát ra tia X

I Sự phát hiện ra tia X

4 Khái niệm và bản chất của tia X

 Khái niệm

 Tia X là những bức xạ không nhìn thấy được, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại (10-12m ≤ λ ≤ m. λ = 10-12m gọi là tia Rơnghen cứng; λ = 10-8m gọi là tia Rơnghen mềm), có bản chất là sóng điện từ

 Bản chất của tia X

 Tia X là sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ m đến m (bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại)

 Tia Rơnghen không bị lệch trong điện trường và từ trường => tia Rơnghen không phải là dòng các hạt mang điện

  

5 Tính chất của tia X

 Tia X có khả năng đâm xuyên lớn (dễ dàng đi xuyên qua các vật như gỗ, giấy, vải, các mô mềm, xuyên qua tấm nhôm dày vài cm bị chặn bởi tấm chì dày vài mm bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn ta nói nó càng cứng)

 Làm đen kính ảnh => ứng dụng chụp X quang

 Làm phát quang một số chất

 Làm ion hóa không khí

 Có tác dụng sinh lý: hủy diệt tế bào => sử dụng Tia X để điều trị ung thư nông

II Phổ tia X

 Trên đồ thị minh họa sự phụ thuộc của cường độ tia X vào bước sóng Từ các đường cong thực nghiệm cho thấy cường độ và bước sóng của tia X phụ thuộc vào hiệu điện thế U đặt vào K và nối âm cực A trên hình minh họa 3 đường cong ứng với các hiệu điện thế 50kV, 35kV và 20kV

1 Phổ liên tục

 Phổ liên tục của bức xạ tia X xuất hiện là do hiện tượng bức xạ hãm của các electron trên bề mặt của đối âm cực Trong quá trình bị hãm e đã chuyển toàn bộ động năng thành dạng năng lượng điện từ dưới dạng photon (h) Mặt khác, động năng e có được là nhờ công của lực điện trường Toàn bộ điện năng chuyển thành năng lượng điện từ phát ra dưới dạng các photon với tần

số tương ứng

 Để tiện đo đạc trong thực nghiệm, thay thế các trị số của c, h, e, biểu thị các bước sóng bằng và hiệu điện thế U bằng kV ta có

  

II Phổ tia X

2 Phổ vạch

+ Electron tới có năng lượng đủ lớn làm bật một electron lớp trong và làm nguyên tử bia bị kích thích với một lỗ trống + Khi lỗ trống này được làm đầy bới e ngoài thì 1 photon tia x được phát ra

+ Các photon này có năng lực bằng hiệu hai mức năng lượng và đặc trung cho kim loại được làm bia

+ Thế tăng tốc chỉ làm thay đổi giới hạn bước sóng ngắn của phổ liên tục Không làm thay đổi bước sóng vạch đặc trưng + Cường độ của vạch đặc trưng phụ thuộc vào thể tăng tốc và cường độ dòng của ống phát

3 Cơ chế tạo ra phổ tia X đặc trưng

 Cơ chế tạo ra phổ tia X đặc trưng, ta có thể hình dung như sau: Trong số các lớp điện tử đập vào đối âm cực bị hãm lại, có những e có năng lương lớn xuyên sâu vào lòng nguyên tử, va chạm với e ở lớp trong cùng của nguyên tử Khi điện tử từ ngoài va chạm với điện tử ở lớp trong cùng của nguyên tử làm cho nó bật ra khỏi nguyên tử

II Phổ tia X

3 Cơ chế tạo ra phổ tia X đặc trưng

 Chỗ trống mà điện tử vừa bị rời khỏi nguyên tử ở lớp vỏ điện tử trong cùng các thiết bị điện tử từ lớp cao hơn

xuống chiếm chỗ Quá trình chiếm chỗ diễn ra liên tiếp nhau Kèm theo bức xạ photon h Trường hợp lớp K bị đánh bật đi 1 điện tử để lại 1 chỗ trống, lập tức từ các lớp bên ngoài L, M, N electron sẽ chuyển xuống chiếm chỗ trống ở lớp K sẽ làm xuất hiện các vạch phổ Kα, Kβ, Kγ, Tương tự như vậy nếu ở lớp L bị đánh bật đi 1 e để lại

1 chỗ trống, thì các lớp vỏ ngoài M, N, O, điện tử chuyển xuống chiếm chỗ kèm theo phát xạ các vạch phổ Lα,

Lβ, Lγ, và tương tự như vậy khi điện tử của lớp ngoài chuyển xuống chỗ trống ở lớp M cho cách vạch phổ Mα,

Mβ, Mγ

1 Trong y học

 Dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư, chuẩn đoán bệnh bằng hình ảnh Tia X đặc biệt hữu dụng trong việc xác định bệnh lí

về xương, ngoài ta tia X có thể giúp tìm ra các bệnh về phần mềm (khảo sát ngực)

III Ứng dụng của tia X trong đời sống

1 Trong y học

 Tia X còn được sử dụng trong kĩ thuật nội soi trực tiếp (nội soi) Hình ảnh giải phẫu mạch máu cũng như các can thiệp y tế qua hệ thống động mạch đều dựa vào máy soi X quang để định vị các thương tổn tiềm tang và có thể chữa trị

 Tác hại của y học trong tia X: tia X rất độc hại, chúng ta có thể bị nhiễm xạ khi tiếp xúc với tia X gây ra tổn thương với nhiều cơ quan trong cơ thể như: tủy xương (ngừng hoạt động), niêm mạch ruột (tiêu chảy, sụt cân), máu (nhiễm độc), da (ban đỏ, viêm da, sạm da), sức đề kháng cơ thể bị giảm, vô sinh…

2 phục vụ an ninh trong cửa khẩu

 Chiếu X quang để thu được hình ảnh các đồ vật bên trong hành lý hay trong quần áo, trên thân người, được thực hiện tại các cửa khẩu có yêu cầu an ninh cao như: cửa lên máy bay, cửa khẩu sang nước khác và một số nhà giam đặc biệt

 Hệ thống an ninh thương tích hợp chiếu X quang với quét dò kim loại, để thu được thông tin tin cậy hơn về đối tượng được quét

III Ứng dụng của tia X trong đời sống

3 Thiên văn học tia X

 Nghiên cứu các vật thể vũ trụ ở các bước sóng tia X nó xác định ra các đối tượng phát xạ có nhiệt độ cao trên , là các sao hay vùng khí dày ( được goi là phát xạ vật đen tuyệt đối)

  

4 Trong công nghiệp

 dùng để tim khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể