2019 A/L Physics Past Paper · Question 12 (Tamil Medium)

Answer: (4) காலப்படும் X-கதிர்களின் சக்தி இழையினூடாகப் பாயும் ஓட்டத்தில் தங்கியுள்ளது.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

X-கதிர்க் குழாய் பற்றிய ஐந்து கூற்றுகளில் சரியல்லாதது எது.

ஐந்து கூற்றுகளும் சுற்றுகள், அனோட்டு, இழைக்கான வோல்ற்றளவு, X-கதிர்ச் சக்தியைத் தீர்மானிப்பது, குழாயிலுள்ள காற்று ஆகியவை பற்றியவை.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

வேகமாக அசையும் இலத்திரன்களுக்குச் சடுதியான அமர்முடுகலைக் கொடுப்பதனாலேயே X - கதிர்கள், உருவாக்கப்படுகின்றன.

இக்கதிர்கள் ஊடகத்தை அயனாக்க கூடியதுடன் பல ஊடகங்களினூடாக ஊடுருவக் கூடியதுமாகும்.

குறைந்த வோல்ற்றளவு இழையை (கதோட்டை) வெப்பமாக்குகிறது.

சூடான இழை இலத்திரன்களை வெளியேற்றுகிறது.

உயர் வோல்ற்றளவு $V$ இலத்திரன்களை அனோட்டை நோக்கி இழுக்கிறது.

ஒவ்வோர் இலத்திரனும் $eV$ சக்தியைப் பெறுகிறது.

அது அனோட்டில் நிற்கும்போது அதன் சக்தியின் ஒரு பகுதி X-கதிராக வெளிவருகிறது.

ஆகவே X-கதிரின் உயர் சக்தி:

$$E_{max} = eV$$

அது $V$ இல் மட்டுமே தங்கியுள்ளது.

இழை ஓட்டம் வெளியேறும் இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையை மட்டுமே மாற்றுகிறது. ஆகவே வெளிவரும் X-கதிர்களின் எண்ணிக்கையை மாற்றுகிறது.

வெப்பமேறிய இழையிலிருந்து வெளிப்படும் இலத்திரன்கள் அழுத்த வித்தியாசம் காரணமாக ஆர்முடுகி அதிக இயக்கச் சக்தியுடன் இலக்கு உலோகத்தின் (அனோட்டின்) மீது மோதும்.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

ஒவ்வொரு கூற்றும் குழாய் தொழிற்படும் விதத்துடன் ஒப்பிடப்பட்டுள்ளது.

(1) இரு சுற்றுகள்

சரியானது

இழைக்கு ஒரு சுற்று, இலத்திரன்களுக்கு ஒரு சுற்று

(2) அனோட்டு சேதமடையலாம்

இலத்திரன் சக்தியின் பெரும்பகுதி வெப்பமாகிறது

(3) இழைக்குக் குறைந்த வோல்ற்றளவு போதும்

சில வோல்ற்றுகள் இழையை வெப்பமாக்கப் போதும்

(4) X-கதிர்ச் சக்தி இழை ஓட்டத்தில் தங்கும்

சரியானதல்ல

சக்தி $eV$. ஓட்டம் X-கதிர்களின் எண்ணிக்கையை மட்டுமே மாற்றும்

(5) குழாயில் காற்று இல்லை

காற்று இருந்தால் இலத்திரன்கள் சக்தியை இழக்கும்

$40$

$E = eV = 40\ \text{keV}$

$80$

$E = eV = 80\ \text{keV}$

இப்போது தெரிவுகளுடன் ஒப்பிடுவோம்.

கூற்றுகள் 1, 2, 3, 5 சரி.

கூற்று 4 மட்டுமே சரியல்ல.

இழை ஓட்டத்தை இருமடங்காக்கினால் சக்தி 40 keV ஆகவே இருக்கிறது.

வோல்ற்றளவை இருமடங்காக்கினால் மட்டுமே சக்தி இருமடங்காகிறது.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தக் கூற்று சரி. இரு சுற்றுகள் உள்ளன.

இந்தக் கூற்று சரி. வெப்பத்தால் அனோட்டு சேதமடையலாம்.

இந்தக் கூற்று சரி. இழைக்குக் குறைந்த வோல்ற்றளவு போதும்.

இந்தக் கூற்று சரி. குழாயில் காற்று இல்லை.

முடிவு

$E_{max} = eV$

X-கதிர்ச் சக்தி $eV$.

அது வோல்ற்றளவில் தங்கியுள்ளது, இழை ஓட்டத்தில் அல்ல.

ஆகவே சரியல்லாத கூற்று (4).

இழை ஓட்டம் கூடினால் அதிக சக்தியுள்ள X-கதிர்கள் கிடைக்கும் எனக் கருதுதல்.

இழை ஓட்டம் கூடினால் அதிக X-கதிர்கள் கிடைக்கும். ஒவ்வொரு X-கதிரின் சக்தியையும் வோல்ற்றளவே தீர்மானிக்கிறது.