Giải Câu hỏi trang 31 Chuyên đề Vật lí 12

Lời giải

Đánh giá vai trò của tia X:

Tia X là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (cỡ $10^{-11}\,\text{m}$ đến $10^{-8}\,\text{m}$), mang năng lượng lớn, có khả năng đâm xuyên mạnh, làm phát quang một số chất, làm ion hoá không khí và tác dụng lên phim ảnh. Nhờ những tính chất đó, tia X có vai trò hết sức quan trọng, được đánh giá qua hai lĩnh vực sau:

a) Vai trò trong đời sống

- Trong y học – chẩn đoán hình ảnh: Nhờ khả năng đâm xuyên và bị các mô hấp thụ khác nhau (xương hấp thụ mạnh hơn mô mềm), tia X được dùng để chụp X-quang, chụp cắt lớp vi tính (CT) giúp phát hiện gãy xương, tổn thương phổi, khối u, dị vật... Đây là công cụ chẩn đoán nhanh, chính xác và không cần phẫu thuật.
- Trong y học – điều trị: Tia X năng lượng cao có khả năng tiêu diệt tế bào, được dùng trong xạ trị để điều trị một số bệnh ung thư.
- Trong công nghiệp: Dùng để kiểm tra khuyết tật bên trong các vật đúc, mối hàn, kiểm tra chất lượng sản phẩm mà không phá huỷ vật.
- Trong an ninh – đời sống: Dùng trong máy soi hành lí ở sân bay, cửa khẩu để kiểm tra hàng hoá, phát hiện vật cấm mà không cần mở ra.

*Đánh giá:* Tia X mang lại lợi ích thiết thực, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khoẻ và bảo đảm an toàn; tuy nhiên vì có khả năng ion hoá, gây hại cho tế bào nên khi sử dụng phải tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp phòng tránh (liều lượng hợp lí, che chắn bằng chì, hạn chế thời gian chiếu).

b) Vai trò trong khoa học

- Nghiên cứu cấu trúc vật chất: Vì bước sóng của tia X cùng cỡ với khoảng cách giữa các nguyên tử trong tinh thể, hiện tượng nhiễu xạ tia X được dùng để xác định cấu trúc tinh thể, sắp xếp nguyên tử của vật liệu (phương pháp nhiễu xạ tia X).
- Trong sinh học – hoá học: Nhờ nhiễu xạ tia X, các nhà khoa học đã xác định được cấu trúc của nhiều phân tử sinh học quan trọng (ví dụ cấu trúc xoắn kép ADN, cấu trúc protein), mở đường cho sinh học phân tử hiện đại.
- Trong thiên văn học: Quan sát tia X phát ra từ các thiên thể giúp nghiên cứu những đối tượng và quá trình năng lượng cao trong vũ trụ (sao neutron, lỗ đen, khí nóng trong các thiên hà).
- Trong khoa học vật liệu: Giúp phân tích thành phần, phát hiện sai hỏng và nghiên cứu tính chất của vật liệu mới.

*Đánh giá:* Tia X là công cụ nghiên cứu không thể thiếu, cho phép con người "nhìn" được vào cấu trúc bên trong của vật chất ở cấp độ nguyên tử và quan sát được những hiện tượng năng lượng cao mà mắt thường cùng ánh sáng nhìn thấy không thể tiếp cận.

Kết luận: Tia X có vai trò to lớn và đa dạng: trong đời sống, nó phục vụ đắc lực cho y tế, công nghiệp và an ninh; trong khoa học, nó là phương tiện quan trọng để khám phá cấu trúc vi mô của vật chất và nghiên cứu vũ trụ. Bên cạnh lợi ích, cần sử dụng tia X an toàn, hợp lí vì nó có hại cho cơ thể sống.

Đáp số