>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbuswww.tdw2006.tu-cottbus.de BTU Cottbus – Lehrstuhl Angewandte Physik - Sensorik
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Profil: Angewandte Festkörper- und Halbleiterphysik Materialanalytik mit Synchrotronstrahlung Beschäftigte: Studierende laut Einschreibungsstatistik ( ): 57 Lehrstuhlmitarbeiter insgesamt: 19 Kernkompetenzen: Si-Technologie Organische Elektronik Funktionale Oxide
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Aerodynamik / Strömungslehre Astrophysik Biotechnologie / Biologie / Ernährung Boden / Wasser / Luft Energie Erde / Geophysik Informatik / Mikroelektronik Internet Nachwachsende Rohstoffe Physik / Sensorik Stadt - Bauen, Planen - Landschaft Studium / Forschung / Beruf Unternehmen und Betriebswirtschaft Verfahrenstechnik Musik Thema: Röntgenlicht – nicht nur für den Onkel Doktor Vortragende: Dr. Patrick Hoffmann, Prof. Dr. Dieter Schmeißer
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Röntgenlicht - nicht nur für den Onkel Doktor Was ist Röntgenlicht ? Eigenschaften von Röntgenlicht Erzeugung von Röntgenlicht Anwendung von Röntgenlicht in der Forschung
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Was ist Röntgenlicht ? Der erste Nobelpreis für Physik Entdeckung der „X-Strahlen“ am 8. November 1895 Nobelpreis im Jahre 1901 öffnete das Tor in eine neue Welt der Medizin (seit 1920 gehörten Röntgenapparaturen zur Standardausrüstung)... der Naturwissenschaften (allein 4 Physiknobelpreise in den kommenden 25 Jahren, die direkt mit Röntgens Entdeckung verknüpft waren)
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Was ist Röntgenlicht ? Das elektromagnetische Spektrum Teil der elektro- magnetischen Strahlung diese über- streicht einen weiten Bereich vielfältige Anwendungen
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Eigenschaften von Röntgenlicht Warum durchdringt Röntgenlicht Materie ? Durchdringung von Materie herausragendste Eigenschaften von Röntgenlicht Grund: Aufbau der Materie aus Atomkern (positiv geladen) und Elektronen (negativ) diese elektrisch geladenen Teilchen reagieren mit der elektromagnetischen Strahlung
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Eigenschaften von Röntgenlicht Warum durchdringt Röntgenlicht Materie ? Licht wird durch Elektronen abgeschirmt somit kann dieses Licht nicht in Materie eindringen (Faraday‘scher Käfig) Voraussetzung: genug freie Elektronen (Metall) Bei langwelligem Licht : (Radio, IR, sichtbares Licht) :
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Eigenschaften von Röntgenlicht Warum durchdringt Röntgenlicht Materie ? Bei kurzwelligem Licht : (UV, Röntgen, Gamma) : Elektronen können dem Licht nicht mehr folgen darum können Elektronen das Licht nicht mehr abschirmen dieses kurzwellige Licht dringt nun in die Materie ein
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Eigenschaften von Röntgenlicht Warum durchdringt Röntgenlicht Materie ? Kann man so etwas sehen ? Ja, bei dünne Folien aus Gold (Blatt-Gold) ! nur 100 Nanometer dick ( ein 10-Millionstel Meter) das entspricht knapp Atomlagen bei dieser Dicke wird Gold durchsichtig für blaues Licht siehe Experiment
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>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Erzeugung von Röntgenlicht Was passiert in der Röntgen-Röhre ? einige 1000V plus Röntgen-Licht
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>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Für den Onkel Doktor RöntgenbilderCT (Computer Tomographie)
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Erzeugung von Röntgenlicht Röntgenlicht für die Wissenschaft: Das Synchrotron Was ist ein Synchrotron ? beschleunigt Elektronen auf 99,999995% der Lichtgeschwindigkeit Ein Mensch mit 75kg würde dann kg wiegen !!! die Elektronen fliegen in einem Ring beim Ablenken durch Magnetfelder entsteht Röntgenlicht, die Synchrotron-Strahlung
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Erzeugung von Röntgenlicht Röntgenlicht für die Wissenschaft: Das Synchrotron Ein Synchrotron ist groß ! z.B. „BESSY-II“ in Berlin / Adlershof (siehe Luftbild unten) Ringumfang: 240m Durchmesser: 76m
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Vielseitigkeit in der Wissenschaft: Beugung Beugung und Interferenz sind allgemeine Eigenschaften von Wellen
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Vielseitigkeit in der Wissenschaft: Beugung Beugung und Interferenz sind allgemeine Eigenschaften von Wellen Bei Röntgenlicht ist die Wellenlänge so kurz, dass Beugung an den Atomen des Kristalls auftritt
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Vielseitigkeit in der Wissenschaft: Beugung Anwendung der Beugung in der Wissenschaft Gestern Heute Entdeckung der Natur des Röntgenlichtes Erforschung der Kristallstruktur Pharmazie: Entschlüsselung der Struktur von Proteinen Beugungsbild an Zinkblende Max von Laue 1912 (Nobelpreis 1914)
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Vielseitigkeit in der Wissenschaft: Spektroskopie Röntgen-Spektroskopie erlaubt die Untersuchung... ... der elektronischen Struktur ... der chemischen Zusammensetzung ... von magnetischen Eigenschaften Elektronische Struktur einer Solarzelle
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Vielseitigkeit in der Wissenschaft: Spektroskopie Röntgen-Spektroskopie erlaubt die Untersuchung... ... der elektronischen Struktur ... der chemischen Zusammensetzung ... von magnetischen Eigenschaften Selen-Verteilung in einer CuInSe 2 -Solarzelle
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Anwendung von Röntgenlicht Vielseitigkeit in der Wissenschaft: Spektroskopie Röntgen-Spektroskopie erlaubt die Untersuchung... ... der elektronischen Struktur ... der chemischen Zusammensetzung ... von magnetischen Eigenschaften Abbildung magnetischer Domänen auf Datenträgern
>> Visionen << TAG DER WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG des Landes Brandenburg 27. Oktober 2006 Campus BTU Cottbus Röntgenlicht - nicht nur für den Onkel Doktor Vielen Dank für die Aufmerksamkeit