Ihe Nlereanya nke Ajụjụ Mkparịta ụka X-ray
X-ray, nke a maara nke ọma dị ka rontgens, bụ teknụzụ mgbanwe n'ọgwụ na ụlọ ọrụ mmepụta ihe. Kemgbe Wilhelm Conrad Röntgen chọtara ha na 1895, X-ray emepeela nnukwu windo maka ndị ọkà mmụta sayensị na ndị ọkachamara ahụike ka ha lee nhazi ime ihe nke ihe ndị ahụ n'emebighị ha. Agbanyeghị, ịghọta ụkpụrụ ọrụ ha na ojiji ha siri ike. Ya mere, isiokwu a ga-atụle nsogbu ihe atụ metụtara X-ray iji nyere aka gosipụta otu esi eji teknụzụ a eme ihe n'ọnọdụ dị iche iche.
Akụkọ ihe mere eme na Ụkpụrụ Ndị Dị Mkpa nke X-ray
Tupu anyị agaa n'ihu n'ihe gbasara ihe atụ, ọ dị mkpa ịghọta ihe ndị bụ isi. X-ray bụ ụdị radieshon elektrọnik nwere obere ogologo ebili mmiri, nke na-enye ha ohere ịbanye n'ọtụtụ ihe dị iche iche. Nke a bụ ihe na-eme ka X-ray nwee ike ịhụ ihe siri ike, dị ka ọkpụkpụ dị n'ahụ mmadụ.
Ụkpụrụ nke X-ray dabere na mmekọrịta dị n'etiti ụzarị na ihe. Mgbe X-ray gafere ihe, ụfọdụ na-amịkọrọ ebe ndị ọzọ na-ebufe. Ihe ndị dị arọ, dị ka ọkpụkpụ, na-amịkọrọ ọtụtụ X-ray karịa anụ ahụ dị nro, dị ka akwara na akpụkpọ ahụ. Ọdịiche a na-emepụta onyonyo nke na-enye anyị ohere ịhụ nhazi dị n'ime.
Ajụjụ Ihe atụ nke 1: Ịgbakọ Ọnụọgụ X-Ray
Soal
A na-eme nyocha X-ray site na iji X-ray nke 0.03 Gray (Gy). Ọ bụrụ na ike zuru oke nke ahụ onye ọrịa na-amịkọrọ bụ 1.5 Joules (J), gbakọọ oke ahụ onye ọrịa ahụ nke e gosiri na X-ray.
Solusi
Enwere ike ịgbakọ dose radieshọn (D) site na iji usoro a:
\[ D = \frac{E}{m} \]
Ebee,
– \( D \) bụ dose dị na Gy,
– \(E \) bụ ike a na-etinye na Joules,
– \( m \) bụ oke ibu na kilogram (kg).
Iji chọta oke ahụ (\( m \)), anyị nwere ike ịgbanwe usoro dị n'elu ka ọ bụrụ:
\[ m = \frac{E}{D} \]
Dochie ụkpụrụ ndị a maara:
\[ m = \frac{1.5 \ederede{ J}}{0.03 \ederede{ Gy}} \]
Cheta na 1 Gy = 1 J/kg, mgbe ahụ:
\[ m = \frac{1.5}{0.03} \ederede{ kg} \]
\[ m = 50 \ederede{ kg} \]
Ya mere, ibu ahụ onye ọrịa e gosiri na X-ray bụ kilogram 50.
Ajụjụ Ihe Nlereanya nke 2: Iji X-ray Achọpụta Anụ Ahụ
Soal
N'ihe onyonyo X-ray, ọkpụkpụ na-adị ka nke na-egbuke egbuke karịa anụ ahụ dị nro. Kọwaa ihe kpatara nke a ji eme n'ihe gbasara otu X-ray si emekọrịta ihe na ụdị anụ ahụ dị iche iche.
Solusi
X-ray na-arụ ọrụ dabere na ọdịiche dị n'itinye ihe n'ime ahụ dị iche iche. Ọkpụkpụ nwere njupụta dị elu na ọnụọgụ atọm karịa anụ ahụ dị nro dị ka akwara. Ya mere, ọkpụkpụ na-arụ ọrụ nke ọma n'ịmịpụta X-ray.
– Ọkpụkpụ: Ebe ọ bụ na ọ dị oke ma nwee ihe ndị nwere ọnụọgụ atọm dị elu dịka calcium, ọkpụkpụ na-amịkọrọ ọtụtụ X-ray. Nke a na-eme ka obere X-ray na-erute ihe nkiri ma ọ bụ ihe nchọpụta ahụ, na-eme ka ebe ndị na-egbuke egbuke na onyonyo ahụ pụta ìhè.
– Anụ Ahụ Dị Nro: Anụ Ahụ Dị Nro Dị Ka Akwara na Akpụkpọ Ahụ Nwere Njupụta Dị Ala na Ọnụọgụ Atọm. Ha anaghị anabata ọtụtụ X-ray, yabụ a na-ebufe ọtụtụ X-ray na fim ma ọ bụ ihe nchọpụta. Nke a na-eme ka ebe anụ Ahụ Dị Nro Yie Ka Ọ Gbara Ọchịchịrị n'Onyinyo.
Ọdịiche ndị a dị na agba ma ọ bụ ìhè na-enye dọkịta ma ọ bụ ọkachamara aka ịchọpụta ihe ndị dị n'ime ahụ ngwa ngwa.
Ihe atụ nke 3: Ịgbakọ ogologo ebili nke X-ray
Soal
Ọ bụrụ na X-ray nwere ike nke 124 keV (kilo-electronvolts), gbakọọ ogologo ya. Jiri usoro a:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
Ebee,
– \( E \) bụ ike (na joules),
– \(h \) bụ ihe na-agbanwe agbanwe nke Planck, nke bụ \(6.626 \ugboro 10^{-34} \) J·s (sekọnd joule),
– \(c \) bụ ọsọ nke ìhè, ya bụ \( ugboro 3 10^8 \) m/s (mita kwa sekọnd),
– \( \lambda \) bụ ogologo ebili mmiri (na mita).
Solusi
Buru ụzọ gbanwee ike site na keV gaa na joules. 1 eV (electronvolt) = \( 1.602 \times 10^{-19} \) J, wee:
\[ E = 124 \ugboro 10^3 \ederede{ eV} = 124 \ugboro 10^3 \ugboro 1.602 \ugboro 10^{-19} \ederede{ J} \]
\[ E = 1.985 \ugboro 10^{-14} \ederede{ J} \]
Site n'iji usoro a:
\[ \lambda = \frac{hc}{E} \]
Dochie ụkpụrụ ndị a maara:
\[ \lambda = \frac{6.626 \ugboro 10^{-34} \ederede{ J·s} \ugboro 3 \ugboro 10^8 \ederede{ m/s}}{1.985 \ugboro 10^{-14} \ederede{ J}} \]
Ngụkọta:
\[ \lambda = \frac{1.9878 \ugboro 10^{-25}}{1.985 \ugboro 10^{-14}} \text{ m} \]
\[ \lambda \ihe dị ka 1.002 \ugboro 10^{-11} \text{ m} \]
Ya mere, ogologo ebili nke X-ray nwere ike nke 124 keV dị ihe dị ka mita 1.002 (ugboro 10^{-11}) ma ọ bụ 0.1002 nm (nanometers).
Ajụjụ Ihe Nlereanya nke 4: Ojiji nke X-ray n'ọgwụ
Soal
A na-achọpụta na onye ọrịa nwere mgbawa aka ma chọọ x-ray. Ọ bụrụ na ejiri x-ray mee ihe na voltaji tube nke 100 kV na ọkụ eletrik nke 10 mA maka sekọnd 0.1, kedu ka mkpokọta chajị na-agafe na tube ahụ?
Solusi
Enwere ike ịgbakọ ego ụgwọ (Q) site na iji usoro a:
\[ Q = I \ugboro t \]
Ebee,
– \( Q \) bụ mkpokọta ụgwọ dị na coulombs (C),
– \( I \) bụ ọkụ eletrik dị na amperes (A),
– \( t \) bụ oge na sekọnd (s).
Dochie ụkpụrụ ndị a maara:
\[ I = 10 \text{ mA} = 10 \ugboro 10^{-3} \text{ A} = 0.01 \text{ A} \]
\[t = 0.1 \ederede{s} \]
\[ Q = 0.01 \ederede{ A} \oge 0.1 \ederede{ s} \]
\[ Q = 0.001 \ederede{ C} \]
Ya mere, mkpokọta ego nke na-agafe na tube ahụ bụ 0.001 coulombs.
Mmechi
Nsogbu ihe atụ dị n'elu na-egosi ọtụtụ akụkụ teknụzụ metụtara ojiji nke X-ray, gụnyere ịgbakọ dose, ogologo ebili mmiri, na mkpokọta ụgwọ. Ya mere, nghọta nke echiche ndị bụ isi na ụkpụrụ ọrụ nke X-ray nwere ike itinye n'ọrụ iji dozie nsogbu ndị siri ike na nke akọwapụtara. Ịmụta ihe a dị mkpa maka onye ọ bụla na-arụ ọrụ na radiology, ọgwụ, ma ọ bụ injinịa nuklia iji hụ na ejiri X-ray dị mma ma dị irè.
