Ohatra amin'ny Fanontaniana Fifanakalozan-kevitra momba ny taratra X
Ny taratra X, fantatra kokoa amin'ny hoe rontgens, dia teknolojia revolisionera eo amin'ny fitsaboana sy ny indostria. Hatramin'ny nahitan'i Wilhelm Conrad Röntgen azy ireo tamin'ny 1895, ny taratra X dia nanokatra varavarankely midadasika ho an'ny mpahay siansa sy ny matihanina ara-pitsaboana mba hijerena ny rafitra anatiny amin'ny zavatra tsy manimba azy ireo. Na izany aza, sarotra ny mahatakatra ny foto-kevitra sy ny fampiharana azy ireo. Noho izany, ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba ny olana ohatra mahakasika ny taratra X mba hanazavana ny fomba fampiasana ity teknolojia ity amin'ny toe-javatra samihafa.
Tantara sy Fitsipika Fototry ny Taratra X
Alohan'ny hidirana amin'ireo ohatra amin'ny olana, zava-dehibe ny mahatakatra ny fototra. Ny taratra X dia karazana taratra elektromagnetika manana halavan'ny onjam-peo fohy dia fohy, izay ahafahan'izy ireo miditra amin'ny fitaovana isan-karazany. Izany no mahatonga ny taratra X ho afaka hijery zavatra mivaingana, toy ny taolana ao amin'ny vatan'olombelona.
Ny fitsipiky ny taratra X dia mifototra amin'ny fifandraisan'ny taratra sy ny zavatra. Rehefa mandalo amin'ny zavatra iray ny taratra X, dia misy voasarika raha ny hafa kosa alefa. Ny zavatra matevina kokoa, toy ny taolana, dia mandray taratra X betsaka kokoa noho ny sela malefaka kokoa, toy ny hozatra sy ny hoditra. Io fahasamihafana io dia mamorona sary izay ahafahantsika mahita rafitra anatiny.
Ohatra Fanontaniana 1: Fikajiana ny fatran'ny taratra X
Soal
Misy marary iray mandalo fizahana taratra X miaraka amin'ny fatra 0.03 Gray (Gy). Raha 1.5 Joules (J) ny angovo rehetra voarain'ny vatan'ny marary, dia kajy ny lanjan'ny vatan'ny marary tratran'ny taratra X.
Solution
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny fatran'ny taratra (D):
\[ D = \frac{E}{m} \]
Aiza,
– \( D \) dia ny fatra amin'ny Gy,
– \( E \) dia ny angovo voaray amin'ny Joules,
– \( m \) dia ny lanja amin'ny kilao (kg).
Mba hahitana ny lanjan'ny vatana (\( m \)), azontsika ovana ho toy izao ny raikipohy etsy ambony:
\[ m = \frac{E}{D} \]
Soloy ireo soatoavina fantatra:
\[ m = \frac{1.5 \text{ J}}{0.03 \text{ Gy}} \]
Tsarovy fa 1 Gy = 1 J/kg, dia:
\[ m = \frac{1.5}{0.03} \text{ kg} \]
\[ m = 50 \text{ kg} \]
Noho izany, ny lanjan'ny vatan'ilay marary tratran'ny taratra X dia 50 kg.
Ohatra Fanontaniana 2: Famantarana ny sela amin'ny alalan'ny taratra X
Soal
Ao amin'ny sary X-ray, ny taolana dia toa mamiratra kokoa noho ny sela malefaka. Hazavao ny antony mahatonga izany hitranga ao anatin'ny fifandraisan'ny taratra X amin'ny karazana sela samihafa.
Solution
Miasa mifototra amin'ny fahasamihafan'ny fidiran'ny taratra X eo amin'ny karazana sela samihafa ny taratra X. Ny taolana dia manana hakitroky sy isa atomika ambony kokoa noho ny sela malefaka toy ny hozatra. Noho izany, ny taolana dia mahomby kokoa amin'ny fidiran'ny taratra X.
– Taolana: Satria matevina izy io ary misy singa manana isa atomika avo lenta toy ny kalsioma, dia mandray taratra X betsaka ny taolana. Izany dia miteraka taratra X vitsy kokoa tonga amin'ny sarimihetsika na ny fitaovana fitiliana, ka miteraka faritra mamiratra kokoa amin'ny sary.
– Tambajotra Malefaka: Ny tambajotra malefaka toy ny hozatra sy ny hoditra dia manana hakitroky sy laharan'ny atomika ambany kokoa. Tsy dia mandray taratra X betsaka izy ireo, ka betsaka kokoa ny taratra X alefa any amin'ny sarimihetsika na fitaovana fitiliana. Izany dia mahatonga ny faritra amin'ny tambajotra malefaka ho toa maizina kokoa amin'ny sary.
Ireo fahasamihafan'ny loko na ny famirapiratana ireo dia ahafahan'ny dokotera na teknisiana mamantatra mora foana ireo rafitra ao anatin'ny vatana.
Ohatra 3: Fikajiana ny halavan'ny onjam-peo amin'ny taratra X
Soal
Raha manana angovo 124 keV (kilo-elektronvolts) ny taratra X, dia kajy ny halavan'ny onjam-peony. Ampiasao ny raikipohy:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
Aiza,
– \( E \) dia angovo (amin'ny joules),
– \( h \) dia ny tsy miovaovan'i Planck, izay \( 6.626 \times 10^{-34} \) J·s (joule-segondra),
– Ny hafainganam-pandehan'ny hazavana dia ny (c), izany hoe (3 x 10^8) m/s (metatra isan-tsegondra),
– Ny halavan'ny onjam-peo (amin'ny metatra) dia ny \( \lambda \).
Solution
Avadiho ho joules aloha ny angovo avy amin'ny keV. 1 eV (elektronvolt) = \( 1.602 \times 10^{-19} \) J, dia:
\[ E = 124 \times 10^3 \text{ eV} = 124 \times 10^3 \times 1.602 \times 10^{-19} \text{ J} \]
\[ E = 1.985 \x 10^{-14} \text{ J} \]
Amin'ny fampiasana ny raikipohy:
\[ \lambda = \frac{hc}{E} \]
Soloy ireo soatoavina fantatra:
\[ \lambda = \frac{6.626 \times 10^{-34} \text{ J·s} \times 3 \times 10^8 \text{ m/s}}{1.985 \times 10^{-14} \text{ J}} \]
Kajy:
\[ \lambda = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{1.985 \times 10^{-14}} \text{ m} \]
\[ \lambda \eo amin'ny 1.002 \times 10^{-11} \text{ m} \]
Noho izany, ny halavan'ny onjam-peo amin'ny taratra X manana angovo 124 keV dia eo amin'ny \( 1.002 \times 10^{-11} \) metatra na 0.1002 nm (nanometer).
Ohatra Fanontaniana 4: Fampiasana taratra X amin'ny fitsaboana
Soal
Voamarina fa tapaka ny sandrin'ny marary iray ary mila fitiliana taratra X. Raha ampiasaina amin'ny fantsona misy voltase 100 kV sy courant 10 mA mandritra ny 0.1 segondra ny taratra X, firy ny totalin'ny fiampangana mikoriana ao amin'ilay fantsona?
Solution
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny habetsaky ny fiampangana (Q):
\[ Q = I x t \]
Aiza,
– Ny totalin'ny fiampangana amin'ny coulomb (C) dia ny Q,
– \( I \) dia ny courant amin'ny amperes (A),
– Ny \( t \) dia ny fotoana amin'ny segondra (s).
Soloy ireo soatoavina fantatra:
I = 10 mA = 10 x 10^-3 A = 0.01 A
\[ t = 0.1 \text{ s} \]
\[ Q = 0.01 \text{ A} \times 0.1 \text{ s} \]
\[ Q = 0.001 \text{ C} \]
Noho izany, ny fitambaran'ny fiampangana mikoriana ao amin'ilay fantsona dia 0.001 coulombs.
Famaranana
Ny ohatra olana etsy ambony dia mampiseho lafiny ara-teknika maromaro azo ampiharina amin'ny fampiasana taratra X, anisan'izany ny fikajiana ny fatra, ny halavan'ny onjam-peo, ary ny fiampangana manontolo. Noho izany, ny fahatakarana ny foto-kevitra fototra sy ny fitsipiky ny fiasan'ny taratra X dia azo ampiharina amin'ny famahana olana sarotra sy manokana kokoa. Ny fahaizana mifehy ity fitaovana ity dia tena ilaina ho an'ny mpitsabo rehetra miasa amin'ny radiolojia, fitsaboana, na injeniera nokleary mba hahazoana antoka fa azo antoka sy mahomby ny fampiasana taratra X.
