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Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, 27.06.2013 1 VL 18 18.1. Mehrelektronensysteme VL 19 19.1. Periodensystem VL 20 20.1. Röntgenstrahlung VL 20.

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1 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, VL Mehrelektronensysteme VL Periodensystem VL Röntgenstrahlung VL 20

2 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Vorlesung 20: Roter Faden: Röntgenstrahlung Folien auf dem Web: Siehe auch:

3 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Röntgenstrahlung (X-rays) 30-facher Beckenfraktur mit Metall- stäben stabilisiert Maus

4 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Elektromagnetisches Spektrum

5 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Entstehung der Röntgenstrahlung E 0 =eU E

6 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Charakteristische Röntgenstrahlung: Bremsstrahlung: Röntgenspektren

7 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Schematische Zeichnung einer Röntgenröhre (K: Kathode (Elektronenquelle), A: Anode (Elektronenziel), X: X-Strahlung, Röntgenstrahlung) Röntgenröhre

8 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Röntgenröhre Röntgenkamera

9 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, oder digitale kamera Röntgendetektor

10 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Röntgenstrahlung

11 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Charakteristische Linien im Bohr Modell

12 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Röntgenlinien

13 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Röntgenabsorption (aus Streutheorie) Daher bei hohen Energien Streuung dominant, bei kleinen Energien Absorption. Absorption Dichte-> Massenabsorptionskoeff. = μ /ρ Bei Röntgenstr. nur wichtig.

14 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Wechselwirkung zwischen Photonen und Materie Thompson Rayleigh klassische Streuung Teilchencharakter Energie->Masse Teilchencharakter 4. VL

15 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Energieabh. der Absorptionsprozesse

16 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Energieabhängigkeit der Absorptionsprozesse

17 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Energieabhängigkeit der Absorption Photoeffekt Compton Paarbildung Absorptionskanten

18 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Intensität einer Röntgenröhre vs Frequenz

19 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Zusammenfassung

20 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Emission und Absorption

21 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Materialabhängigkeit

22 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Moseley-Gesetz Wellenzahl= /c=1/

23 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Moseley-Gesetz Moseley-Gesetz: aus E Z 2 folgt Z, wie von Moseley zuerst beobachtet.

24 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Fluoreszenz: durch einen Laserstrahl oder Röntgenstrahlung werden Atome angeregt (=Elektronen in höheren Schalen oder entfernt). Bei Abregung: Photon emittiert (Röntgenstrahlung) Röntgen Fluoreszenz

25 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Röntgen hat die Röntgenstrahlung unabhängig entdeckt, als er fluoreszenzfähige Gegenstände nahe der Röhre während des Betriebs der Kathodenstrahlröhre beobachtete, die trotz einer Abdeckung der Röhre (mit schwarzer Pappe) hell zu leuchten begannen. Röntgens Verdienst ist es, die Bedeutung der neuentdeckten Strahlen früh erkannt und diese als erster wissenschaftlich untersucht zu haben. Zu Röntgens Berühmtheit hat sicherlich auch die Röntgenaufnahme einer Hand seiner Frau beigetragen, die er in seiner ersten Veröffentlichung zur Röntgenstrahlung abbildete. Diese Berühmtheit trug ihm 1901 den ersten Nobelpreis für Physik ein, wobei das Nobelpreiskomitee die praktische Bedeutung der Entdeckung hervorhob. Röntgen nannte seine Strahlung: X-Strahlen, daher meistens x-rays auf Englisch. Röntgen Fluoreszenz

26 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, germanium x-ray Detektor bei flüssigem Stickstoff Temperatur (ca. 80 K, damit thermisches Rauschen reduziert wird) Lötzinn mit Indium 241 Am radioaktive Quelle X-ray fluorescence

27 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, X-ray fluorescence spectrum

28 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Auger-Elektronen (aus strahlungslosen Übergängen)

29 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Auger Elektron Spektroskopie (AES)

30 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Auger Elektron Spektroskopie (AES)

31 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Linienformen

32 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Synchrotronstrahlung (-> sehr intensive Bremsstrahlung)

33 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Synchrotronstrahlung (-> sehr intensive Bremsstrahlung)

34 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Zum Mitnehmen

35 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Elektronenanordnung im Grundzustand

36 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Elektronenanordnung im Grundzustand


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