Một ống phát tia X hoạt động ở hiệu điện thế U = 10kV với dòng điện I = 0,001A. Coi rằng chỉ có 1 % số êlectron đập vào mặt đối catôt là tạo ra tia Rơn-ghen. Hỏi sau một phút hoạt động của ống Rơn-ghen, nhiệt độ của đối catôt tăng thêm bao nhiêu? Biết đối catôt có khối lượng M = 100g và nhiệt dung riêng của chất làm đối catôt bằng C = 120J/kg.K.

Đáp án D

Gọi n là số êlectron đập vào mặt đối catôt trong một phút, ta có:

I=qt=net→ n =Ite = 3,75.10¹⁷ electron.

 Động năng cực đại của một êlectron :

W_đmax = eU = 1,6.10^-15J (U = 10kV = 10⁴V)

Nhiệt độ của đối catôt nóng lên do số electron n’ không tạo ra tia Rơn-ghen truyền hoàn toàn động năng của mình cho đối catôt. Theo đề bài chỉ có 1% số êlectron đập vào bề mặt đối catôt là tạo ra tia Rơn-ghen, do đó n’ = 0,99n = 37,125.10¹⁶ electron. Sau một phút nhiệt độ đối catôt nóng thêm Dt, xác định bởi phương trình:

       McDt = n'.W_đmax  (với M = 100g = 0,1 kg) hay Δt=n'.WdmaxMc=49,5oC  .