Bài 28. Tia X

Tia hồng ngoại là gì, bản chất? Do nguồn nào phát ra? Những tính chất và công dụng của tia hồng ngoại?
Tia tử ngoại là gì, bản chất? Do nguồn nào phát ra? Những tính chất và công dụng của tia tử ngoại?
Tia catốt là gì? Do nguồn nào phát ra?
Wilhem Conrad Roentghen
Nhà Vật lí Đức (1845 – 1923), giải thưởng Nô – ben năm 1901
Vào chiều muộn ngày 8 -11 - 1895, công việc đã xong, các cộng tác viên phòng TN đã về, Rơnghen còn ở lại kiểm tra, cẩn thận đậy nắp bảo vệ ống phát tia catốt, tắt đèn rồi ra về. Đi được một quãng, chợt nhớ ra chưa ngắt cầu dao điện cao thế dẫn vào ống catốt, ông quay trở lại, không cần bật đèn, theo thói quen đi thẳng vào bànTN.
Lịch sử phát hiện ra tia Rơnghen
Giữa lúc đang giơ tay định ngắt cầu dao điện, đột nhiên ông nhận thấy một vệt sáng màu xanh lục trên bàn. Với trí nhớ của nhà thực nghiệm lão luyện, ông xác định nhanh chóng vệt sáng đó nằm trên màn phủ chất huỳnh quang bari platinat. Chất này chỉ phát sáng màu lục khi có tia sáng mặt trời chiếu vào.

Thật lạ kì, phòng TN lúc này tối như bưng. Vậy cái gì đã kích thích màn huỳnh quang? Trong phòng, vào thời điểm này, nguồn năng lượng duy nhất đang phát là ống tia catốt. Với trí xét đoán sắc nhạy, ông ngờ rằng thủ phạm gây ra hiện tượng kì lạ kia chính là ở cái ống tia catốt. Ông ngắt cầu dao điện cao thế, ánh sáng màu xanh lục biến mất. Ông lặp lại vài lần, kết quả vẫn như thế.
Đêm ấy, ông ở lại phòng TN làm hết TN này đến TN khác. Cứ như thế, ông đã tìm ra thứ tia bí mật, lúc đó chưa rõ bản chất của nó nên ông tạm đặt tên là tia X, sau này gọi là tia Rơnghen.

Nội dung bài học
Ống Rơnghen
2. Bản chất của tia Rơnghen
3. Các tính chất và công dụng của tia Rơnghen
4. Thang sóng điện từ
1. ống Rơnghen.
* Cấu tạo:
K (CATỐT)
A (ANỐT)
+Ống thuỷ tinh trong có áp suất thấp cỡ 10-3 mmHg.
+ Hai điện cực:
- Anốt (A):
- Catot K: Hình chỏm cầu được nung nóng.
- Đối âm cực: Làm bằng KL có nguyên tử lượng lớn được nối với Anot.
+ Hiệu điện thế giữa Anot và Catot UAK từ 20 đến 50 kV .
UAK : 20 đến 50 kV
Phải chăng tất cả electơron trong dòng tia catốt đều tạo được tia Rơnghen
Chỉ có 1 số ít êlêctrôn (khoảng 1%) có tác dụng tạo tia X. Phần còn lại (99%) khi đập vào đối catốt, gây ra tác dụng nhiệt, làm cực này nóng lên rất nhanh và phải được làm nguội bằng một dòng nước (hoặc dầu)
Ống thủy tinh
Dầu
Lớp chì
Lớp kim loại
Cửa sổ
Tia X không nhìn thấy được, có thể xuyên qua những vật chắn sáng thông thường, làm phát quang một số chất, làm đen kính ảnh...
Cơ chế phát ra tia X (Tia Rơnghen)
Cơ chế phát ra tia X (Tia Rơnghen) (SGK trang 183)

2. BẢN CHẤT CỦA TIA RƠNGHEN:
- Tia Rơnghen không mang điện.
- Có bản chất là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn cả bước sóng tia tử ngoại, nó nằm trong khoảng:
Tia X cứng
Tia X mềm
3. TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG:
a. Tính chất:
- Khả năng đâm xuyên mạnh qua những chất không trong suốt: xuyên qua gỗ, giấy, bìa dễ dàng, xuyên qua kim loại khó khăn hơn, nhất là kim loại nặng (chì).
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
- Có tác dụng sinh lí, diệt tế bào, vi khuẩn.
- Có tác dụng phát quang 1 số chất.
- Có khả năng iôn hóa chất khí.
- Gây hiệu ứng quang điện đối với đa số kim loại.
b. Ứng dụng:
Trong y học:
Chiếu, chụp X quang để chẩn đoán bệnh, tìm chỗ xương gẫy, tìm dị vật, chữa ung thư...
Phổi bình thường
Phổi người bị lao
Chụp X quang hệ tiết niệu bằng đường tĩnh mạch (chụp UIV)
Nguyên lý của cách chụp này:  
 Thuốc cản quang được tiêm vào đường tĩnh mạch sẽ đến thận, thận lọc và bài tiết giúp thuốc ngấm vào toàn bộ hệ tiết niệu theo thời gian và được ghi hình lại trên X quang.
Chụp X quang đường tiết niệu.
Báo động an toàn bức xạ X quang
Theo số liệu thống kê trên 55 tỉnh thành phố trong cả nước, có 1923 máy X Quang, có 3487 nhân viên bức xạ( vận hành máy), chỉ có 1280 người được đào tạo về an toàn bức xạ chiếm 58% còn lại 42% chưa qua trường lớp nào…Mộ số máy cũ, nát, hồ sơ thất lạc… đã không đảm bảo an toàn bức xạ. Gây nguy hiểm cho sức khỏe của nhân viên vận hành máy và bện nhân.
* Trong sinh học:
Dùng các xung tia X cực mạnh và cực ngắn để “bắt giữ” các hình ảnh của protein trước khi tia X phá hủy mẫu vật thể đó, ảnh nhiễu xạ đơn có thể lưu giữ được từ đại phân tử, một virus hoặc một tế bào với các xung tia X cực sáng và cực ngắn trước khi mẫu vật được chụp nổ tung và biến thành thể plasma. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn cấu trúc các protein của đại phân tử mà không cần kết tinh chúng và vì vậy cho phép nghiên cứu tất cả các loại protein một cách nhanh chóng.
* Trong khảo cổ học:
chụp X quang để nghiên cứu tuổi cổ vật
*Trong công nghiệp:
- Kiểm tra chất lượng, dò tìm khuyết tật trong các sản phẩm đúc, các bọt khí bên trong các vật bằng kim loại...
- Các kỹ sư của Ford Motor đã ứng dụng tia X năng lượng cao (sinh ra từ điện thế lên tới 9 triệu Volt) trong quá trình chế tạo và nghiên cứu động cơ, giúp họ phân tích các chi tiết có độ dày tới 500 mm (gấp 80 lần so với thông thường. Nếu như các bác sĩ chụp tia X chỉ cần dùng tấm chì mỏng là đủ bảo vệ sức khoẻ thì các kỹ sư của Ford phải giấu mình sau bức tường xi-măng dày tới 2,4 mét.
Các kỹ sư phân lớp hình ảnh tia X thành mẫu giả định không gian 3 chiều trên máy tính và dùng phần mềm thử nghiệm độ bền, dòng lưu thể, độ ồn, độ rung, độ ráp của bất cứ bộ phận nào. Sau tất cả các giai đoạn định hình, kiểm tra, những thông số tối ưu nhất được tập hợp lại và đưa sang bộ phận sản xuất. Những cải tiến công nghệ này giúp các kỹ sư chế tạo những động cơ bền, nhẹ và tiết kiệm nhiên liệu hơn.

*Trong an ninh:
Dùng huỳnh quang vi tia X có thể phát hiện ra chất natri, kali và clo trong muối cũng như các chất khác có trong mồ hôi. Các chất này được phát hiện bằng chức năng định vị trên bề mặt, cho phép “nhìn” thấy dấu vân tay ở nơi muối lắng lại trong dấu vân tay.
Ngoài ra, trong sự phân rã của hạt nhân nguyên tử còn phát ra những sóng điện từ có bước sóng cực ngắn (dưới 10-12m), ? tia gamma.
SÓNG VÔ TUYẾN
PP vô tuyến
PP quang điện
PP chụp ảnh
PP nhiệt điện
4.THANG SÓNG ĐIỆN TỪ (Phổ điện từ) :
PP ion hoá
tia hồng ngoại
tia tử ngoại
tia X
tia 
Thửùc ra, giửừa caực vuứng tia khoõng coự ranh giụựi roừ reọt:
Các tia có bước sóng càng ngắn có tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ làm iôn hoá không khí.
Đối với các tia có bước sóng càng dài, tính chất sóng càng rõ rệt ta càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng.