Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung

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

Absorption von Röntgenstrahlen Absorptionskante: Anregung des Kohlenstoffs auf der K-Schale Absorption von Röntgenstrahlen Photoeffekt 106 103 1 0,1 1 10 100 1000 1.000.000 Paarbildung Kohärente Streuung Compton-Effekt

Anteile zum Streuquerschnitt von Röntgenstrahlen Kohärente Streuung Photoeffekt Compton Effekt Paarbildung Z 1 Kernladungszahl 1 Joule Energie des Photons A 1 m2 Bestrahlte Fläche

Absorption von Röntgenstrahlen Photoeffekt 0,1 1 10 100 1000 1.000.000 106 103 1

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

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

Ein Photon ionisiert ein Atom Der Photoeffekt Ein Photon ionisiert ein Atom Die Lücke wird unter Emission von Fluoreszenz-Strahlung aufgefüllt

Der „innere“ Photoeffekt Ein Photon ionisiert ein Atom Innerhalb des Atoms wird noch eine andere Schale ionisiert: Strahlungsloser Übergang, Auger-Effekt

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

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

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

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

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

Schwellenenergie für die Paarbildung 1kg Masse eines Elektrons 1 m/s Lichtgeschwindigkeit 1 C Elementarladung 1 Joule Energie zur Erzeugung von zwei Elektronen-Massen 1 eV Schwellenenergie für die Paarbildung (etwa 1MeV)

Zusammenfassung Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung kohärenter Streuung: Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen „erzwungenen Schwingungen“ an proportional zu Z2,5/E2 Anregung inkohärenter Streuung Photoeffekt Compton-Effekt Paarbildung

finis