Một ống Rơn - ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000 V. Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn - ghen là I = 5mA. Giả thiết 1% năng lượng của chùm electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 57% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tốc bằng 0. Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây?
A. 3,125.1016 photon/s
B. 4,2.1014 photon/s
C. 4,2.1015 photon/s
D. 5,48.1014 photon/s
Đáp án D
Năng lượng của tia X có bước sóng ngắn nhất ứng với sự chuyển hóa hoàn toàn động năng của các electron đập vào anot thành bức xạ tia X
εmin=hc/λ=qU
Năng lượng trung bình của tia X là ε = 57%qU=0,57qU
Gọi n là số photon của chùm tia X phát ra trong 1 s, khi đó công suất của chùm tia X sẽ là PX=nε=0,57nqU
Gọi ne là số electron đến anot trong 1s, khi đó dòng điện trong ống được xác định bởi
I=n2e =>ne=I/e
Công suất của chùm tia electron là Pe=neqU=U.I
Điện tích của electron là q≈1,60. 10–19
PX=1%Pe=0,01Pe=>0,57qU=0,01.U.I=>n=5,48.1014 photon/s