Tusaale Su'aalaha Doodda Raajada X-ray
Raajooyinka X-ray, oo si caadi ah loogu yaqaan rontgens, waa tiknoolajiyad kacaan ah oo ku jirta daawada iyo warshadaha. Tan iyo markii uu helay Wilhelm Conrad Röntgen sanadkii 1895, raajadu waxay daaqad weyn u furtay saynisyahannada iyo xirfadlayaasha caafimaadka si ay u arkaan qaab-dhismeedka gudaha ee walxaha iyagoon waxyeello u geysan. Si kastaba ha ahaatee, fahamka mabaadi'dooda shaqo iyo codsiyadooda waa mid adag. Sidaa darteed, maqaalkani wuxuu ka hadli doonaa tusaalooyin dhibaatooyin ah oo ku lug leh raajatada si uu uga caawiyo muujinta sida tignoolajiyadan loogu isticmaalo xaalado kala duwan.
Taariikhda iyo Mabaadi'da Aasaasiga ah ee Raajooyinka X-ray
Kahor intaadan u gudbin dhibaatooyinka tusaalaha ah, waa muhiim inaad fahamto aasaaska. Raajooyinka X-ray waa nooc ka mid ah shucaaca elektromagnetic-ka oo leh hirar aad u gaaban, taasoo u oggolaanaysa inay dhex galaan walxo kala duwan. Tani waa waxa ka dhigaya raajatada X-ray inay awood u yeeshaan inay sawiraan walxaha adag, sida lafaha jirka aadanaha.
Mabda'a raajooyinku wuxuu ku salaysan yahay isdhexgalka ka dhexeeya falaadhaha iyo walxaha. Marka raajooyinku ay dhex maraan shay, qaar ayaa la nuugaa halka inta kalena la gudbiyo. Walxaha cufan, sida lafaha, waxay nuugaan raajooyin badan marka loo eego unugyada jilicsan, sida murqaha iyo maqaarka. Farqigani wuxuu abuuraa sawir noo oggolaanaya inaan aragno qaab-dhismeedka gudaha.
Su'aal Tusaale ah 1: Xisaabinta Qiyaasta Raajada X-Ray
Soal
Bukaanka waxaa la mariyaa baaritaan X-ray ah iyadoo la siinayo qiyaas X-ray ah oo ah 0.03 Gray (Gy). Haddii tamarta guud ee uu nuugo jirka bukaanku ay tahay 1.5 Joules (J), xisaabi cufnaanta jirka bukaanka ee la soo bandhigay raajada.
Solusi
Qiyaasta shucaaca (D) waxaa lagu xisaabin karaa qaacidada:
\[ D = \frac{E}{m} \]
Xaggee,
– \( D \) waa qiyaasta Gy,
– \( E \) waa tamarta lagu nuugo Joules,
– \( m \) waa cufka kiilogaraam (kg).
Si loo helo cufnaanta jidhka (\( m \)), waxaan u beddeli karnaa qaacidada kore:
\[ m = \frac{E}{D} \]
Beddel qiimayaasha la yaqaan:
\[ m = \frac{1.5 \text{ J}}{0.03 \text{ Gy}} \]
Xusuusnow in 1 Gy = 1 J/kg, markaa:
\[ m = \frac{1.5}{0.03} \qoraal{ kg} \]
\[ m = 50 \qoraal{ kg} \]
Markaa, miisaanka jidhka ee bukaanka lagu arkay raajo X-ray waa 50 kg.
Su'aal Tusaale ah 2: Aqoonsiga Unugyada iyadoo la adeegsanayo Raajo X-rays
Soal
Sawirka raajada, lafta waxay u muuqataa mid ka dhalaal badan unugyada jilicsan. Sharax sababta ay tani u dhacdo marka la eego sida raajada X-ray ula falgasho noocyada kala duwan ee unugyada.
Solusi
Raajooyinka X-ray waxay ku shaqeeyaan kala duwanaanshaha nuugista noocyada kala duwan ee unugyada. Laftu waxay leedahay cufnaan iyo tiro atom ah oo ka sarreeya unugyada jilicsan sida muruqa. Sidaa darteed, lafta ayaa si fiican ugu waxtar badan nuugista raajooyinka X-ray.
– Lafo: Maadaama ay cufan tahay oo ay ku jirto walxo leh tirooyin atom oo sare sida kalsiyum, lafo waxay nuugtaa raajada X-ray badan. Tani waxay keentaa in raajooyin yar ay gaaraan filimka ama qalabka lagu ogaado, taasoo keenta meelo dhalaalaya oo sawirka ku jira.
– Unugyada Jilicsan: Unugyada jilicsan sida murqaha iyo maqaarku waxay leeyihiin cufnaan hoose iyo tiro atom ah. Ma nuugaan raajooyin badan, sidaa darteed raajooyin badan ayaa loo gudbiyaa filimka ama qalabka lagu ogaado. Tani waxay keentaa in meelaha unugyada jilicsan ay u muuqdaan kuwo mugdi ah sawirka.
Kala duwanaanshahan midabka ama dhalaalka ayaa u oggolaanaya dhakhtarka ama farsamo yaqaanka inuu si fudud u aqoonsado qaab-dhismeedka jirka dhexdiisa.
Tusaale 3: Xisaabinta dhererka hirarka raajada X-ray
Soal
Haddii raajadu leedahay tamar dhan 124 keV (kilo-electronvolts), xisaabi hirarkeeda. Isticmaal qaacidada:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
Xaggee,
– \( E \) waa tamar (joules),
– \(h \) waa joogtada Planck, taas oo ah \( 6.626 \jeer 10^{-34} \) J·s (joule-ilbiriqsiyo),
– \( c \) waa xawaaraha iftiinka, oo ah \( 3 jeer 10^8 \) m/s (mitir ilbiriqsikiiba),
– \( \lambda \) waa hirarka hirarka (mitir ahaan).
Solusi
Marka hore tamarta ka beddel keV una beddel joules. 1 eV (electronvolt) = \( 1.602 \times 10^{-19} \) J, ka dibna:
\[ E = 124 \jeer 10^3 \qoraal{ eV} = 124 \jeer 10^3 \jeer 1.602 \jeer 10^{-19} \qoraal{ J} \]
\[ E = 1.985 \jeer 10^{-14} \qoraal{ J} \]
Adigoo isticmaalaya qaacidada:
\[ \lambda = \frac{hc}{E} \]
Beddel qiimayaasha la yaqaan:
\[ \lambda = \frac{6.626 \times 10^{-34} \text{ J·s} \times 3 \times 10^8 \text{ m/s}}{1.985 \times 10^{-14} \text{ J}} \]
Xisaabinta:
\[ \lambda = \frac{1.9878 \jeer 10^{-25}}{1.985 \jeer 10^{-14}} \qoraal{ m} \]
\[ \lambda \qiyaastii 1.002 \times 10^{-11} \text{ m} \]
Markaa, hirarka hirarka ee raajada X-ray oo leh tamar dhan 124 keV waa qiyaastii 1.002 jeer 10^{-11} \) mitir ama 0.1002 nm (nanometer).
Su'aal Tusaale ah 4: Isticmaalka Raajooyinka Daawada
Soal
Bukaanka waxaa lagu ogaadaa inuu jab gacanta ah qabo wuxuuna u baahan yahay raajo. Haddii raajo la isticmaalo iyadoo danab tuubo ah oo ah 100 kV iyo hadda oo ah 10 mA muddo 0.1 ilbiriqsi ah, waa maxay wadarta guud ee dallacaadda ee dhex marta tuubada?
Solusi
Qadarka kharashka (Q) waxaa lagu xisaabin karaa qaacidada:
\[ Q = I \times t \]
Xaggee,
– \( Q \) waa wadarta guud ee kharashka ku jira coulombs (C),
– \( I \) waa hadda ku jirta amperes (A),
– \( t \) waa waqtiga ilbiriqsiyo gudahood (s).
Beddel qiimayaasha la yaqaan:
\[ I = 10 \qoraal{ mA} = 10 \jeer 10^{-3} \qoraal{ A} = 0.01 \qoraal{ A} \]
\[ t = 0.1 \qoraal{ s} \]
\[ Q = 0.01 \qoraal{ A} \times 0.1 \qoraal{ s} \]
\[ Q = 0.001 \qoraal{ C} \]
Markaa, wadarta guud ee dallacaadda ee ka socota tuubada waa 0.001 coulombs.
Gabagabo
Dhibaatada tusaalaha ah ee kor ku xusan waxay muujinaysaa dhowr dhinac oo farsamo oo khuseeya isticmaalka raajada X, oo ay ku jiraan xisaabinta qiyaasta, hirarka hirarka, iyo wadarta kharashka. Sidaa darteed, fahamka fikradaha aasaasiga ah iyo mabaadi'da shaqada ee raajada X-ray waxaa loo isticmaali karaa xallinta dhibaatooyin aad u adag oo gaar ah. Barashada agabkan waa lama huraan u ah xirfadle kasta oo ka shaqeeya raajada, daawada, ama injineernimada nukliyeerka si loo hubiyo isticmaalka badbaadada leh ee raajada X-ray.
