Một ống tia X phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất

* Hướng dẫn giải

Chọn đáp án D

Khi electron vừa bứt ra khỏi bề mặt của nó có động năng ${\text{W}}_0$( rất nhỏ) sau đó được tăng tốc trong điện trường mạnh nên ngay trước khi đập vào anot nó có động năng: ${\text{W}}_e=\frac{1}{2}{\text{mv}}^2={\text{W}}_0+\left|\text{q}\right|\text{U}$ ( Định lý biến thiên động năng).

Các electron này sau khi đập vào bề mặt anot xuyên sâu những lớp vỏ nguyên tử, tương tác với hạt nhân nguyên tử và các electron của lớp này, làm cho nguyên tử chuyển lên ở trạng thái kích thích. Thời gian tồn tại trạng thái kích thích rất ngắn ( cỡ ${10}^{-8}$s ) nguyên tử nhanh chóng chuyển về trạng thái có năng lượng thấp hơn và phát ra photon của tia X có năng lượng: $\text{ε}=\text{hf}$

Nếu toàn bộ động năng của electron chuyển hóa cho nguyên tử kim loại thì:

$\begin{array}{l}\text{ε}={\text{W}}_e\Rightarrow {\text{hf}}_{\text{max}}={\text{W}}_0+\left|\text{q}\right|\text{U}\stackrel{{\text{W}}_0=0}{\to }\text{hf}=\left|\text{q}\right|\text{U}\iff \text{h}\frac{\text{c}}{{\text{λ}}_{\text{min}}}=\left|\text{q}\right|\text{U}\\ \frac{\text{hc}}{{\text{λ}}_{\text{min}}}=\left|\text{q}\right|\text{U}\Rightarrow \text{U=}\frac{\text{hc}}{\left|\text{q}\right|{\text{λ}}_{\text{min}}}=\frac{6,{625.10}^{-34}{\mathrm{.3.10}}^8}{1,{6.10}^{-19}.6,{21.10}^{-11}}=20000\text{V}=20\text{kV}\end{array}$