Question

【題目】如圖所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽極A上產(chǎn)生X射線．(h＝6.63×10－34 J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19 C)

（1）若高壓電源的電壓為20 kV，求X射線的最短波長(zhǎng)；

（2）若此時(shí)電流表讀數(shù)為5 mA，1 s內(nèi)產(chǎn)生5×1013個(gè)平均波長(zhǎng)為1.0×10－10 m的光子，求倫琴射線管的工作效率．

Answer 1

【答案】（1）6.2×10－11 m（2）0.1%

【解析】試題分析：（1）X射線是電子受激輻射產(chǎn)生的，熱陰極產(chǎn)生的電子在高電壓的加速下與陽極K碰撞，如果動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為x射線的光子的能量，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最短；（2）根據(jù)P=UI求解電源消耗的電功率，根據(jù)求解有用功率，得到效率．

（1）倫琴射線管陰極上產(chǎn)生的熱電子在20kV高壓加速下獲得的動(dòng)能全部變成X光子的能量，X光子的波長(zhǎng)最短．

由得

（2）高壓電源的電功率P1=UI=100W，

每秒產(chǎn)生X光子的能量

效率為.