Найти кпд рентгеновской трубки работающей под напряжением 50000в и потребляющей ток 2ма трубка излучает в 1с 5*10в 13 степени фотонов. длина волны излучения равна0,1 нм

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Коэффициент полезного действия (КПД) рентгеновской трубки составляет приблизительно 0,099%. ️ Шаг 1: Определение потребляемой мощности Потребляемая электрическая мощность трубки P1cap P sub 1 находится как произведение напряжения Ucap U на силу тока Icap I: P1=UIcap P sub 1 equals cap U center dot cap IПодставим значения в системе СИ: U=50000cap U equals 50000 В, I=210-3cap I equals 2 center dot 10 to the negative 3 power А. P1=500000,002=100 Втcap P sub 1 equals 50000 center dot 0 comma 002 equals 100 Вт️ Шаг 2: Расчет энергии одного фотона Энергия одного фотона Efcap E sub f определяется через длину волны λlambda, постоянную Планка h6,62610-34h is approximately equal to 6 comma 626 center dot 10 to the negative 34 power Дж·с и скорость света c3108c is approximately equal to 3 center dot 10 to the eighth power м/с: Ef=hcλcap E sub f equals the fraction with numerator h center dot c and denominator lambda end-fraction Подставим значения ( λ=0,110-9lambda equals 0 comma 1 center dot 10 to the negative 9 power м): Ef=6,62610-34310810-10=1,987810-15 Джcap E sub f equals the fraction with numerator 6 comma 626 center dot 10 to the negative 34 power center dot 3 center dot 10 to the eighth power and denominator 10 to the negative 10 power end-fraction equals 1 comma 9878 center dot 10 to the negative 15 power Дж ️ Шаг 3: Определение полезной мощности излучения Полезная мощность P2cap P sub 2 — это энергия, излучаемая трубкой в одну секунду. Она равна произведению числа фотонов Ncap N, излучаемых за время tt, на энергию одного фотона: P2=NEftcap P sub 2 equals the fraction with numerator cap N center dot cap E sub f and denominator t end-fraction Так как t=1t equals 1 с и N=51013cap N equals 5 center dot 10 to the 13th power: P2=510131,987810-15=0,09939 Втcap P sub 2 equals 5 center dot 10 to the 13th power center dot 1 comma 9878 center dot 10 to the negative 15 power equals 0 comma 09939 Вт️ Шаг 4: Вычисление КПД КПД ( ηeta) определяется как отношение полезной мощности к потребляемой: η=P2P1100%eta equals the fraction with numerator cap P sub 2 and denominator cap P sub 1 end-fraction center dot 100 % η=0,09939100100%=0,09939%eta equals the fraction with numerator 0 comma 09939 and denominator 100 end-fraction center dot 100 % equals 0 comma 09939 % Ответ: КПД рентгеновской трубки равен 0,09939% (или примерно 0,1%). Хотите рассчитать максимальную частоту излучения для данного напряжения или узнать, как изменится КПД при замене материала анода?

Форма ответа

Ваш аватар