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Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung.

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Präsentation zum Thema: "Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung."—  Präsentation transkript:

1 Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung

2 Anregung kohärenter Streuung: –Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen erzwungenen Schwingungen an Anregung inkohärenter Streuung –Photoeffekt –Compton-Effekt –Paarbildung Inhalt

3 , Absorption von Röntgenstrahlen Photoeffekt Kohärente Streuung Compton-Effekt PaarbildungAbsorptionskante: Anregung des Kohlenstoffs auf der K-Schale

4 Anteile zum Streuquerschnitt von Röntgenstrahlen 1/m 2 Kohärente Streuung 1/m 2 Photoeffekt 1/m 2 Compton Effekt 1/m 2 Paarbildung Z1Kernladungszahl 1 Joule Energie des Photons A1 m 2 Bestrahlte Fläche

5 0, Absorption von Röntgenstrahlen Photoeffekt

6 Der Photoeffekt Strahlung wird absorbiert, indem sie ein Atom ionisiert Die Energie des Röntgenquants wird umgewandelt in: –Ablösearbeit des Elektrons –kinetische Energie des emittierten Elektron

7 Der Photoeffekt 1 JouleEnergie des Photons 1 Joule Bindungsenergie des Elektrons in Schale n 1 Joule Kinetische Energie des ausfliegenden Elektrons

8 Der Photoeffekt Ein Photon ionisiert ein AtomDie Lücke wird unter Emission von Fluoreszenz- Strahlung aufgefüllt

9 Der innere Photoeffekt Ein Photon ionisiert ein AtomInnerhalb des Atoms wird noch eine andere Schale ionisiert: Strahlungsloser Übergang, Auger-Effekt

10 Ein Photon wird an einem Elektron gestreut Für die Photonen und das Elektron vor und nach dem Streuprozess gilt die Impuls und Energieerhaltung Der Compton-Effekt

11 Impuls-Erhaltung beim Stoß Photon auf ein ruhendes Elektron Impulse, Einheit 1 kg m/s Photon vor dem Stoß Elektron nach dem Stoß Impuls-Erhaltung relativistisch

12 Energie-Erhaltung beim Stoß Photon auf ein ruhendes Elektron Energie, Einheit 1 Joule Photon vor dem Stoß Elektron vor dem Stoß Elektron nach dem Stoß Energie-Erhaltung relativistisch

13 Die Paarbildung Die Energie eines Photons (Röntgen- oder Gamma-Quant) wird in die Massen eines Elektrons und eines Positrons umgewandelt Paarbildung erfordert Photonenenergie von einigen Mega-eV Paarbildung gibt es bei Stößen der Photonen auf schwere Kerne

14 Paar-Bildung Energie, Einheit 1J Photon vor dem Stoß Energie der Ruhemassen des Elektron- Positron Paares Energie-Schwelle für Beginn der Paarbildung

15 Schwellenenergie für die Paarbildung 1kgMasse eines Elektrons 1 m/sLichtgeschwindigkeit 1 CElementarladung 1 Joule Energie zur Erzeugung von zwei Elektronen- Massen 1 eV Schwellenenergie für die Paarbildung (etwa 1MeV)

16 Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung kohärenter Streuung: –Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen erzwungenen Schwingungen an –proportional zu Z 2,5 /E 2 Anregung inkohärenter Streuung –Photoeffekt –Compton-Effekt –Paarbildung Zusammenfassung

17 finis


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