Radiografía de rayos X. Detecta fracturas de huesos, ciertos tumores y otras masas anormal, Monografías, Ensayos de Química

¡Descarga Radiografía de rayos X. Detecta fracturas de huesos, ciertos tumores y otras masas anormal y más Monografías, Ensayos en PDF de Química solo en Docsity! POLLTECGCNICO SURAMERI CA Tabla de contenido 200 30€ 0ACQDNnNI 10.1 10.2 10.3 11 11.1 11.2 12 12.1 12.2 13 13.1 13.2 14 15 16 17 LOS RAYOS CATÓDICOS.ccoccicoaacicinononinnnooinnnocannoncnnnaoin canon coc 2 Objetivos QUE PrOPONEMOS ...ooocicocccccccncicnncncnonc nono nanan on oa nana 2 El tubo de CrO0keS ..coococcccccccccccoconaconononanonananononanon anar nono nano anna 3 Tubo de rayos catódicos de USO CientÍfiCO.......ooniuicicinnninninninnninicicnicnnns 4 Comportamiento de los electrones en el tubo de rayos catódicos............ 4 Conclusiones sobre el tubo de rayos CatÓdiCOS.......occconcicicinonononenoscoooos 14 Velocidad y masa de los electrones .. El osciloscopio. La televisión.. Conclusiones sobre aplicaciones de los rayos catódicos ....................... 29 Medida de la velocidad y masa d € los electrones: ....ococinciicicnicccnicncnos 29 El OSCIOSCOPIO" ...cococococecoconononnononenononarnnonenonononnononnnnnnnnonnnnnnrnrnnnnnnnnnninnos 29 La televisiÓN ..oococcoccicinnnnninnnnnnnnicrncncnn cnn cnn crono 30 Problemas relacionados con el campo eléctriCO.......coconcononononnnonononnn nooo 30 PRIMER PROBLEMA... SEGUNDO PROBLEMA. Problemas de campo magnético m0. PRIMER PROBLEMA .cooocccccccccccoconconcnncnnonnonncnconcnncnon canon con cncancnn cccancannnns 31 SEGUNDO PROBLEMA .cooccccccccccccoccoconcnncnnonnonncnnonccncnnnconcnconcancnncn nana 31 Problemas de TRC en casos relativiStaS .......ooonnnicinnnnnnnninnnnnnniciccccinns 32 PRIMER PROBLEMA .cooocccccccccccoconconcnncnnonnonncnconcnncnon canon con cncancnn cccancannnns 32 SEGUNDO PROBLEMA .cooccccccccccncoccoconcnnnnonnononnnoncnnnnnnconcnan can nnncnncancnno Autoevaluando nuestros conocimientos .. ¿Qué sabemos del TR C? Electrones y campos AIgUNOS EjercCiCiOS......oconocononononoononenononoonnononenonnnonononnononennnnnnnnnnnnnenrncanannos 36 POLLTECGCNICO SURAMERI CA 1 LOS RAYOS CATÓDICOS El tubo de rayos catódicos, héroe de muchas décadas de TV, está muriendo como producto de consumo. Las nuevas pantallas planas de los más modernos televisores y monitores ya no lo necesitan. Sin embargo, sigue teniendo utilidad científica, como la tuvo desde sus orígenes. Quizás la naturaleza de p rotones y electrones nos hubiera sido muy difícil de descubrir sin esta sencilla y potente herramienta. Tanto desde el punto de vista histórico como desde el interés científico, nos resulta interesante entender el funcionamiento de esta muestra del ingenio humano. Pulsando Avanzar se muestran los objetivos que nos proponemos alcanzar. 2 Objetivos que proponemos + Comprender el funcionamiento básico del tubo de rayos catódicos y el efecto que tiene la p resencia de campos eléctricos y magnéticos. + Entender cómo se puede utilizar esta herramienta p ara averiguar la velocidad y masa de partículas cargadas como los electrones. + Entender el funcionamiento de aparatos científicos, como el osciloscopio, y de productos de consumo, como la TV, basados históricamente en el tubo de rayos catódicos. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 2 IED AMERICA Vamos a detenernos en principio Sl Ysu en la zona comprendida entre cátodo y ánodo, donde los electrones adquieren la energía “ | que los convierte en rayos Desviación Proyección catódicos. Para analizar lo que sucede utilizaremos la escena acelerando. En ella analizamos la relación entre la diferencia de potencial aplicada y la velocidad de los electrones. En la escena Elec estudiamos la desviación del haz de electrones por un campo eléctrico interpuesto, mientras que en mag vemos la provocada por un campo magnético. Observemos que los dos campos desvían a los rayos catódicos en planos diferentes y con curvatura de diferente tipo. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 5 POLLTECGCNICO YY SURAME RICA O E | amp $Hioo0 EmpezanParar Macro ss Ayuda: En esta escena simulamos la parte inicial del tubo de rayos catódicos. Hay un conductor (cátodo) que se calienta al conectar la corriente, dejando en libertad de moverse una nube de electrones. Entre los anillos marcados con los signos y + hay una diferencia de potencial que acelera a los electrones, atraídos hacia la zona positiva. El anillo positivo es el ánodo. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 6 POLLTECGCNICO SURAMERI CA El usuario puede cambiar la diferencia de potencial entre ánodo y cátodo (control ddp). El control Visión le permite elegir entre modo Macro (la vista real que nos ofrece el tubo) o el modo Micro, en el que se simula lo que ocurre electrón a electrón. En el primero de los dos modos el programa nos informa de la energía y la velocidad adquiridas por cada electrón al llegar al ánodo. En el modo Micro vemos información sobre la velocidad que adquiere cada electrón durante su aceleración, así como del transcurso del tiempo. El botón Reinicio nos devuelve a la situación del comienzo. El botón Empezar/Parar arranca o detiene la simulación. A1: Manteniendo el modo Visión Macro, demos a ddp un valor de 1000 voltios y apretemos el botón Empezar/Parar. ¿Qué fenómenos observamos? Anotemos el valor de la energía adquirida por la energía y la velocidad de los electrones y comprobemos qué sucede a 2000, 3000, 4000, 5000 voltios. ¿Qué relación se observa entre la ddp y la energía adquirida? ¿Existe la misma relación entre ddp y la velocidad adquirida? ¿Cómo justificaremos teóricamente la respuesta a esta última pregunta? DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA Á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: RAYOS X Pág. 7 POLLTECGCNICO SURAMERI CA A1: Manteniendo la energía de los electrones del haz en 1000 eV, introducimos un campo de 1000 V/m. ¿Qué ocurre con el haz de electrones? Hagamos girar la situación del campo eléctrico con el botón Rota. ¿Qué ocurre con la desviación del haz? ¿De qué forma sencilla se pueden explicar estas observaciones? A2: Manteniendo la energía del haz en 1.000 eV, vayamos aumentando la intensidad de campo a 1.000, 2.000, 3.000 V/m. ¿Hay alguna proporción con la desviación? Observemos que esa proporción sólo se mantiene bien para ángulos pequeños (basta probar con campos muy intensos). Fijemos ahora un campo eléctrico de 5.000 V/m y vayamos aumentando la energía del haz a 2.000 eV, 3.000 eV, 4.000EV ¿Qué observamos entre la energía del haz y la desviación conseguida? DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 10 POLLTECGCNICO SURAMERI CA A3: Manteniendo la energía del haz en 1.000eV, aumentemos la intensidad de campo hasta que la desviación sea de 5?. Anotemos el valor de esa intensidad de campo y repitamos la experiencia con 2.000 eV de energía y después con 3.000. ¿Qué relación se puede observar entre la energía del haz y el campo aplicado para conseguir esa desviación? Probemos ahora con una energía del haz del orden de 100.000 eV ¿Se mantiene la misma proporción? ¿Qué problema hay que tener en cuenta con grandes energías? DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 11 POLLTECGCNICO y SURAME RICA Ayuda: En esta escena, el haz de electrones, previamente acelerado, penetra en una zona de campo magnético uniforme. Para ello le hacemos pasar entre dos imanes (la cara roja es el polo Norte del imán). El usuario controla la energía en electrón voltios de los electrones de entrada (control Energía), así como el valor del campo magnético aplicado, medido en teslas (control Campo). El control Rota B nos permite variar la situación del campo magnético. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA Á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: RAYOS X Pág. 12 IED AMERICA Los rayos catódicos se Sl Ysu producen en tubos con gas enrarecido cuando entre dos puntos se establece una diferencia de potencial elevada Desviación Provección (típicamente decenas de miles de voltios) en ocasiones el escaso gas presente se excita a su paso, permitiendo ver la radiación. Si el vacío es más profundo, los rayos catódicos se ven como un punto excitado en la zona de proyección. Los rayos catódicos son haces de electrones provenientes del cátodo y acelerados por la diferencia d e potencial con el ánodo. La p resencia en el camino de una zo na con campo eléctrico produce una desviación parabólica d el haz mientras la atraviesa. Si lo que se interpone es un campo magnético, el haz se desvía siguiendo un arco de circunferencia. Si la d iferencia de potencial aceleradora es suficientemente g rande, se aprecian los fenómenos relativistas de aumento de masa y de imposibilidad de rebasar la velocidad de la luz. 7 Velocidad y masa de los electrones DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 15 POLLTECGCNICO SURAMERI CA Si en la zona de desviación del tubo existen a la vez un campo eléctrico y otro magnético, colocados perpendicularmente, podemos intentar que la desviación que produce uno sea contrarrestada por el otro. Si lo logramos, seremos capaces de hallar la velocidad de los electrones. ¿Cómo? Recordemos que un campo eléctrico E produce sobre una carga q una fuerza q E y que un campo magnético B perpendicular a la velocidad de la carga v produce una fuerza de valor: F=q v B. Si ambas fuerzas se equilibran se cumplirá E=v B, así que si conocemos los campos aplicados, podemos hallar la velocidad de los electrones. Por otro lado, Millikan había calculado la carga de los electrones. Conociendo este valor y la diferencia de potencial aceleradora DDP podemos determinar la energía cinética de los electrones, ya que q DDP= E cinética Esta igualdad nos permite hallar la masa de los electrones a partir de su energía cinética y su velocidad. Hagamos notar que si la velocidad del electrón es próxima a la de la luz, deberemos emplear el valor relativista de la energía cinética. En el apartado de problemas trataremos de nuevo sobre estos puntos. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 16 POLLTECGCNICO SURAMERI CA Ayuda A Az A Reinicio Ayuda: Vemos la parte final del tubo de rayos catódicos. Antes de la pantalla esférica de cristal hemos situado un campo eléctrico vertical y un campo magnético horizontal. La intención es que desvíen el haz en sentidos contrarios. El usuario puede alterar la energía de los electrones (control Energía), el valor del campo eléctrico (control C. Elec.) y el campo magnético (control C.mag). El botón Reinicio nos devuelve a las condiciones del comienzo. Siempre que exista algún campo, el programa nos informa de la desviación del haz. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 17 POLLTECGCNICO 'SURAMERI CA fotómetros, voltímetros, etc.., lo que convi erte al osciloscopio en una d e los más versátiles herramientas científicas. Solo a [e mor o | Reinicio Sncende nap adal Ayuda: En este osciloscopio esquemático, el cañón de electrones está situado a la izquierda, mientras que a la derecha se encuentra la pantalla donde se estrella el haz. Con el control C.Hor. podemos introducir el valor máximo de un campo eléctrico horizontal variable. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 20 POLLTECGCNICO SURAMERI CA El control Tiempo bar. determina el tiempo que tarda este campo eléctrico en variar linealmente hasta convertirse en su opuesto. Después, el campo volverá a la situación inicial. El control gráfico en forma de punto rojo sobre una barra azul puede ser arrastrado con el ratón para introducir y variar un campo eléctrico vertical. Cuando uno de los dos campos eléctricos, horizontal o vertical, es distinto de 0, aparecen un par de placas, que podemos suponer armaduras de un condensador, para hacer evidente la dirección del campo. El botón Encender/Apagar representa el botón de encendido del osciloscopio. El botón Reinicio nos devuelve a la situación del comienzo. A1: Sin introducir ningún valor del campo vertical, demos al campo eléctrico horizontal un valor de 1000 V/m. No alteremos el valor del tiempo de barrido y encendamos el tubo. ¿Qué le ocurre al haz? En la pantalla aparece el valor del campo aplicado en cada momento. ¿Cómo influye éste en la dirección del haz? DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 21 POLLTECGCNICO SURAMERI CA Probemos a variar el valor del campo horizontal. ¿Podemos hacer que barra toda la pantalla? Alteremos el tiempo de barrido para ver su efecto. El límite del programa está en 1 segundo. En los osciloscopios reales este tiempo puede reducirse a mucho menos de 0,1 s. Por debajo de este umbral (tiempo de pervivencia de la imagen en nuestro ojo) no veremos un punto moverse sobre la pantalla, sino una línea horizontal. A2: Pulsemos reinicio. Manteniendo nulo el campo horizontal y el vertical, pulsemos el botón de encendido. ¿Qué vería el usuario en la pantalla del osciloscopio?. Variemos ahora el valor del campo vertical. ¿Qué verá en este caso el usuario? En este caso vemos el efecto de la señal eléctrica que introduce el usuario en cada momento. Sería interesante ver cómo varía esta señal en el tiempo. Pasemos a la siguiente actividad. A3: Situemos el campo horizontal y el tiempo de barrido en sus máximos valores. Con el tubo encendido, variemos la señal vertical. Tratemos de dibujar una sinusoide completa a lo largo de un barrido. ¿Con qué periodo aproximado estaríamos variando la señal vertical? DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 22 POLLTECGCNICO SURAMERI CA ¿Y si frx es la cuarta parte, o la sexta, o la décima de fry? ¿Podemos explicarnos qué ocurre cuando las dos frecuencias no están relacionadas con un múltiplo exacto? Con toda seguridad podremos imaginar, a partir de estas observaciones, cómo deducir la frecuencia de una señal desconocida con ayuda del osciloscopio. Probemos también a cambiar fasey. ¿A qué se debe la ilusión de movimiento que aparece? A4: Con las dos opciones de barrido en la situación sinusoidal, podemos obtener la composición de dos vibraciones perpendiculares, apareciendo las llamadas figuras de Lissajous. Con Bar.h y Señal en posición sinusoidal y las frecuencias igualadas, probemos a cambiar la fase. ¿Qué dos situaciones extremas se producen?. Cambiemos ahora poco a poco una de las dos frecuencias y podremos obtener una gran diversidad de las figuras de Lissajous. 9 Latelevisión DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 25 LITECSNICO wY SURAME RICA Aunque vayan siendo reemplazados por los modernos aparatos planos, los televisores con TRC (tubo de rayos catódicos) han sido una constante en nuestros hogares durante cincuenta años. En un televisor a color tres diferentes emisores 1 lanzan haces de electrones de distinta energía 2. Existe un sistema complejo de campos magnéticos 3 encargado de enfocar los haces sobre la pantalla. 4, donde, en cada punto, hay tres sustancias diferentes, sensibles a cada uno de los haces. Esas sustancias emiten, con mayor o menor intensidad según los electrones recibidos, en cada uno de los colores básicos rojo, verde y azul (sistema RGB). En la escena tv podemos ver la formación de muy diversos colores con el sistema RGB y comprender cómo funciona el televisor de rayos catódicos DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 26 POLLTECGCNICO Y SURAME RICA ESE ; EI Ayuda: Vemos un recuadro y un aparato de TV. En el recuadro dibujaremos la imagen que vamos a mandar al la TV. El recuadro está dividido en 10 filas de 10 puntos cada una. La pantalla de un TV normal tiene cientos de filas y columnas (tradicionalmente 576 X 720), pero nos conformaremos con este modelo a escala. El usuario puede moverse por el recuadro con los controles fila y columna. Con los controles rojo, verde y azul controlamos la intensidad de cada uno de los colores básicos en el punto en que nos encontremos. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 27 POLLTECGCNICO Y SURAME RICA arato de medida (micrófono, fotómetro,etc..) podemos estudiar las características de esta señal con el osciloscopio. 10.3 La televisión: En una TV a color, tres haces de rayos catódicos (uno para cada color rojo, verde y azul) son obligados a hacer barridos horizontales rapidísimos por toda la pantalla (25 pantallas por segundo). La intensidad de cada haz, proporcional a una señal de la antena, varía para cada punto permitiendo obtener puntos de todos los colores a los que es sensible nuestro ojo y a una velocidad suficiente para crear la ilusión de movimiento continuo en las imágenes. 11 Problemas relacionados con el campo eléctrico Datos comunes a los problemas: Masa electrón:9,1-10% Kg Carga electrón: -1,6-100Y € 11.1 PRIMER PROBLEMA Calcula qué diferencia d e potencial debe existir entre el cátodo y el ánodo de un CRT para que sus electrones adquieran una velocidad de 10.000 km/s. DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 30 POLLTECGCNICO SURAMERI CA 11.2 SEGUNDO PROBLEMA Tras adquirir una velocidad de 10.000 km/s, un haz d e electrones penetra en una zona de 4 cm de g rosor horizontal, atravesada por un campo eléctrico uniforme de 1000 V/m, perpendicular a la trayectoria inicial de los electrones. ¿Qué ángulo de desviación sufre el haz? 12 Problemas de campo magnético Datos comunes a los problemas: Masa electrón:9,1-10 Kg Carga electrón: -1,6-10% € 12.1 PRIMER PROBLEMA Tras adquirir una energía de 20.000 eV, un haz d e electrones penetra en una zo na de 4 cm de grosor horizontal, donde existe un campo magnético uniforme, perpendicular a la trayectoria electrónica, de 0,001 T. ¿Qué ángulo de desviación sufre el haz? 12.2 SEGUNDO PROBLEMA El haz de electrones de un TRC sufre la acción simultánea de un campo eléctrico y uno magnético dispuestos de tal forma q ue sus efectos se cancelan. El campo DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 31 POLLTECGCNICO SURAMERI CA eléctrico es de 4000 V/m y el magnético es de 0,00015 T. ¿Qué diferencia de potencial se había utilizado previamente p ara acelerar los electrones? 13 Problemas de TRC en casos relativistas Datos comunes a los problemas: Masa electrón:9,1 -10 Kg Carga electrón: -1,6-10P € (la masa del electrón está medida en reposo) 13.1 PRIMER PROBLEMA Calcular qué velocidad máxima p odría adquirir un electrón sometido a una d iferencia de potencial aceleradora de 500.000 V a) desde el punto de vista clásico b) teniendo en cuenta la Teoría de la Relatividad. 13.2 SEGUNDO PROBLEMA En cierto CRT, para compensar el efecto de un campo eléctrico de 300.000 V/m perpendicular a la d irección del haz, hemos necesitado un campo magnético de 0,0012 T, orientado de forma que ambas fuerzas se contrarresten. ¿Qué masa efectiva tienen ahora los electrones? DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 32 POLLTECGCNICO SURAMERI CA Un campo eléctrico homogéneo produce Un campo magnético homogéneo produce Para que un campo eléctrico y un campo magnético puedan anular sus efectos sobre un electrón Cuando el campo eléctrico y el magnético anulan sus efectos sobre una partícula cargada, la velocidad de esta Si utilizamos una gran diferencia de potencial aceleradora Sus intensidades de campo deben ser paralelas con sentido contrario Se determina dividiendo la intensidad eléctrica por la magnética Una desviación en forma de arco de circunferencia en la marcha de los electrones Sus intensidades de campo deben ser perpendiculares Una desviación de forma parabólica en la marcha de los electrones La masa de los electrones aumenta DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 35 POLLTECGCNICO SURAMERI CA 17 Algunos ejercicios Elige las respuestas correctas. 1. En el CRT de un televisor hay 25000 voltios de tensión. ¿Qué velocidad aproxim ada pueden adquirir los electrones? A. 93.761 km/s B. 937,6 km/s C. 300.000 km/s D. 23.784 km/s 2. Al desviarse electrones de 10.000 km / s de velocidad en un cam po eléctrico perpendicular a su m archa, su velocidad se desvía 5* después de avanzar horizontalm ente 4 cm . La intensidad del cam po aplicado será aproxim adam ente de A. 1.244 V/m B. 23.658 V/m C. 2366 V/m D. 65.358 V7m 3. Un haz de electrones es acelerado por una ddp de 25000 voltios antes de penetrar en un cam po m agnético perpendicular a su velocidad. Observam DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA UNDAD DIDÁCTICA 1 A ES DOCUMENTO: EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS Pág. 36 POLLTECGCNICO SURAMERI CA os que el radio de curvatura es de 1 m . ¿Cuál es el valor aproxim ado de la inducción magnética? 0,00048 T 0,0012 T . 0,036 T . 0,0006 T 00m > 4. Un haz de electrones penetra sin desviarse en una zona del espacio donde se cruzan perpendicularmente un cam po eléctrico de 5000 V / m y uno m agnético de 0,001 T. ¿Qué velocidad tienen los electrones? 5.000 km/s 50.000 Km /s . 300.000 km/s . 33.000 km/s Dc0m >» DIPLOMADO VIRTUAL EN: SEGURIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLOGICA á . GENERALIDADES SOBRE LOS RAYOS X Y LAS UNIDAD DIDÁCTICA 1: RADIACIONES IONIZANTES . EL TUBO DE CROOKES Y EL DESCUBRIMIENTO DE LOS DOCUMENTO: PAVOS K Pág. 37