Рентгенівська трубка с ККД 1,2% працює за напруги 66,3 кВ. Вона випромінює щосекунди 4*10^15 фотонів із довжиною хвилі 100пм. Визнач силу струму, що споживає трубка.
Ответы
Ответ:
Щоб визначити силу струму, споживану рентгенівською трубкою, можна скористатися формулою:
I = Q/t,
де I - сила струму (в амперах), Q - кількість елементарних зарядів, що протікають через трубку за одиницю часу (в кулонах), t - час (в секундах).
Спочатку потрібно знайти кількість елементарних зарядів, які протікають через трубку за одну секунду. Для цього можна скористатися формулою Планка-Ейнштейна:
E = hc/λ,
де E - енергія фотона (в джоулях), h - стала Планка, c - швидкість світла, λ - довжина хвилі.
Знаючи довжину хвилі λ = 100 пм = 100 × 10^(-12) м, можна обчислити енергію фотона:
E = hc/λ = 6.626 × 10^(-34) Дж·с × 3.0 × 10^8 м/с / (100 × 10^(-12) м) ≈ 1.9888 × 10^(-15) Дж
Кількість елементарних зарядів, що протікає через трубку за одну секунду, можна обчислити, розділивши кількість фотонів за секунду на кількість елементарних зарядів у кожному фотоні:
Q = (4 × 10^15) елементарних зарядів/с × 1 фотон/1 елементарний заряд ≈ 4 × 10^15 фотонів/с
Отже, сила струму, споживана рентгенівською трубкою, буде:
I = Q/t = 4 × 10^15 фотонів/с / (1,2% × 66,3 кВ × 1,6 × 10^(-19) Кл/ел) ≈ 3,64 мкА
Отримали, що сила струму, що споживає рентгенівська трубка, становить близько 3,64 мікроампери.