1) Beim Aufprall wird ein Teil dieser Energie bei der Erwärmung der Anode umgesetzt. Außerdem können die abgebremsten Elektronen ihre Energie ganz oder teilweise als elektromagnetische Strahlung in Form von Photonen aussenden. Diese Photonen können also höchstens die Energie nach der Formel (5. 1) haben: oder: (5. 2) Eine bestimmte Spannung U legt also die größtmögliche Photonenfrequenz max fest. Linienspektrum. Das Anodenmaterial spielt dabei keine Rolle. Zur höchsten Frequenz max gehört die kleinste mögliche Wellenlänge min: die Grenzwellenlänge im Spektrum. Wir lösen die Gleichung (5. 2) nach max und mithilfe von = c/ nach min auf: Das bedeutet: Je höher die Spannung U, desto niedriger ist die Grenzwellenlänge, desto höher die Frequenz und daher desto energiereicher die Röntgenstrahlung. Die Photonenhypothese erklärt das Zustandekommen einer kurzwelligen Grenze im Röntgenspektrum, die nur von der Spannung zwischen den Elektroden, nicht aber vom Anodenmaterial abhängt. Mit der Annahme: Die kinetische Energie der Elektronen wird beim Aufprall in die Photonenenergie umgewandelt, stellen wir fest: Die Grenzwellenlänge min ist umgekehrt proportional zur Beschleunigungsspannung U: (5.
[E] = 1 eV [f] = 1 Hz = 1 s -1 [a] = 1 eVs Wie können wir die Größe b im physikalischen Kontext interpretieren? Bei der Untersuchung des Photoeffektes, stellte b die Ablösearbeit dar. Dieser Aspekt entfällt hier, da die Elektronen bereits gelöst sind. Wir sehen aber auch, dass die hier bestimmten 140 eV (EXCEL) bzw. 103 eV (TR) keinen signifikanten Einfluss auf unser Ergebnis haben. Die Ausgleichsgerade verläuft nur knapp unterhalb des Ursprungs. H bestimmung mit röntgenspektrum youtube. Wir können vermuten, dass die Verschiebung der Ausgleichsgerade um 140 eV bzw. 103 eV nach unten mehrere Ursachen haben könnte: Messungenauigkeiten selbst die energiereichsten Photonen der Röntgenstrahlung, haben nicht 100% der kinetischen Energie der Elektronen aufgenommen Beide Aspekte werden bei der Verschiebung einen Einfluss haben. Neben der Röntgenröhre mit Kupferanode, können auch andere Anodenmaterialien verwendet werden. Die folgenden Links führen zu Seiten, die das Spektrum der Röntgenröhre mit anderen Anodenmaterialien untersucht haben.
Ein Elektron der N-Schale füllt das Loch in der K-Schale. Dabei kommt es zur Emission eines Photons mit der Energie \(K_{\gamma}\). Ein Elektron der M-Schale füllt das Loch der K-Schale und ein Elektron der N-Schale das neue Loch in der M-Schale. Dabei kommt es zur Emission eines Photons mit der Energie \(K_{\beta}\) und eines mit der Energie \(M_{\alpha}\). Ein Elektron der L-Schale füllt das Loch in der K-Schale und ein Elektron der N-Schale das neue Loch in der L-Schale. Dabei kommt es zur Emission eines Photons mit der Energie \(K_{\alpha}\) und eines mit der Energie \(L_{\beta}\). Weiter gibt es noch eine vierte Möglichkeit, die am wahrscheinlichsten auftritt (siehe Abb. Röntgenröhre Spektrum h-Bestimmung. 4): Ein Elektron der L-Schale, füllt das Loch in der K-Schale, ein Elektron der M-Schale das neue Loch in der L-Schale und ein Elektron der N-Schale das neue Loch in der M-Schale. Dabei kommt es zur Emission eines Photons mit der Energie \(K_{\alpha}\), eines mit der Energie \(L_{\alpha}\) und eines mit der Energie \(M_{\alpha}\).
abgebremst. Dabei wird ein Teil ihrer kinetischen Energie (½ mv 2 = eU A) in elektromagnetische Strahlung, der andere (größere) Teil in Wärme umgewandelt. Es entsteht Röntgenstrahlung mit einem kontinuierlichen Spektrum, dem sog. Röntgenbremsspektrum ( weißes Röntgenlicht, erstmals entdeckt von W. Röntgen, 1895). Abb. H bestimmung mit röntgenspektrum online. 2: a) Röntgenbremsspektrum, b) Röntgenbrems-und Linienspektrum (schematisch) Abbildung 2a zeigt die spektrale Verteilung der Röntgenbremsstrahlung. Das Bremsspektrum ist vom Anodenmaterial unabhängig und besitzt eine allein von der vorgegebenen Anodenspannung abhängige, kurzwellige Grenze l min. An dieser Grenze wird die gesamte kinetische Energie eines Elektrons auf einmal in Strahlung umgesetzt und es gilt die Beziehung: ½ mv 2 = eU A =h n max =hc/ l min (1) Dies bedeutet, l min bzw. die Maximalfrequenz n max des Röntgenbremsspektrums sind bei vorgegebener Spannung U A allein durch die Elementarladung e und das Plancksche Wirkungsquantum h bestimmt. Für viele technische Zwecke und auch im vorliegenden Versuch liegen die Beschleunigungsspannungen UA im Bereich 20 - 50 kV und damit die Wellen-längen des Röntgenlichts (gem.
Deswegen werden Röntgenstrahlen zur Bestimmung der Struktur kristallisierter Stoffe benutzt. Das Foto links zeigt uns ein sogenanntes Laue-Diagramm von Lithiumfluorid LiF. Beim Laue-Verfahren werden Röntgenstrahlen an einer dünnen Kristallschicht gebeugt und treten je nach Atomanordnung in bestimmten Richtungen aus. Auf einem Fotopapier erzeugen die gestreuten Strahlen ein regelmäßiges Interferenzbild. H bestimmung mit röntgenspektrum de. Mit diesem Verfahren konnte die Struktur von so komplizierten organischen Verbindungen wie Proteinen ermittelt werden. Auch die Struktur des Hämoglobin-Moleküls, das aus vielen Tausenden Atomen besteht, wurde damit bestimmt.
und wird an diesen Netzebenen reflektiert. Braggsche Reflexion, d. Intensitätsverstärkung der unter dem Winkel Q ausfallenden Strahlen erfolgt nur dann, wenn der Gangunterschied benachbarter Strahlen gleich einem ganzzahligen Vielfachen n der Wellenlänge l ist. Der Gangunterschied berechnet sich in einfachster Weise aus den geometrischen Verhältnissen entsprechend Abb. Es gilt: n l = 2 d sin Q n Braggsche Gleichung (4) Die Reflexion an den Netzebenen kann physikalisch folgendermaßen verstanden werden: Jeder Gitterbaustein des Kristalls führt unter Einstrahlung einer elektro-magnetischen Welle (Rö-Strahl) erzwungene (Dipol-) Schwingungen aus und sendet in alle Raumrichtungen Strahlung der Wellenlänge l aus. Diese Strahlen verstärken sich durch positive Interferenz in Reflexionsrichtung, während sie sich in anderen Richtungen auslöschen. Da die Interferenzmaxima besonders intensiv sind, hat man den Eindruck, als ob der Kristall die einfallende Strahlung unter festen Winkeln Q 1, Q 2, etc. reflektiert.