Röntgenstrahlen Charakteristische Strahlung

Inhalt Aufbau einer Röntgenröhre Erzeugung von Röntgenstrahlung: Bremsstrahlung Charakteristische Strahlung Berechnung der Wellenlängen

Frequenzbereiche der Oszillatoren: Röntgenstrahlung Technische Schwingkreise Molekül-schwingungen Valenz Elektronen 380 nm Violett 7,9 1014Hz 780 nm rot 3,8 1014Hz Innere Orbitale Kern-reaktionen

Charakteristische Strahlung Atomare Anregung durch Ionisation auf einer inneren Schale

Ionisation in der innersten Schale Diese - Energie-arme- Strahlung wird von Luft absorbiert („Vakuum UV“) 32 21 43 31 K L M N Die Zahlen stehen für die Nummern der Schalen (n, m) zur Berechnung der Wellenlänge der emittierten Strahlung

Ionisation in der zweiten Schale 32 43

Übergänge für Röntgenstrahlung Schema der Übergänge bei der Emission der charakteristischen Röntgenstrahlung

Erinnerung: Wellenlänge der Strahlung bei Bahnwechsel 1m Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Strahlung bei Übergang von Bahn m zu n RH = 1,09678·107 1/m Rydberg-Konstante für das H-Atom Z 1 Kernladungszahl Gilt streng für Wasserstoff und „ Wasserstoff ähnliche“ Atome mit nur einem Valenzelektron Quelle zur Berechnung der Wellenlängen für alle Atome: http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/XrayTrans/Html/search.html

Ein Beispiel für den Gebrauch der NIST Datenbank (1) Aufruf der Seite http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/XrayTrans/Html/search.html

Ein Beispiel für den Gebrauch der NIST Datenbank (2) Eingabe der Daten, hier: Kalpha1 Übergang in Cu, Ordnungszahl Z = 29

Ein Beispiel für den Gebrauch der NIST Datenbank (3) Ergebnis: Kalpha1 Übergang in Cu, Ordnungszahl Z = 29 liegt bei 8048 eV

Ein Beispiel für den Gebrauch der NIST Datenbank (4) Suche nach λ bei Kα und Kβ Übergängen in Cu, Ordnungszahl Z = 29

Emissionslinien einer Röhre mit Cu-Anode Cu Anode (Z=29) 2,5GHz Mikro-wellenherd 50 Hz (Netz) 780 nm rot 3,8 1014Hz 380 nm Violett 7,9 1014Hz 0,139 nm Cu Kβ 0,154 nm Cu Kα

Die Energie 1 eV entspricht 1,60 ·10-19 J Wellenlänge der Strahlung bei Wechsel von Bahn 2 zu 1 (von Schale L zu K ) für die wichtigsten Anoden-Materialien Kα - Strahlung Element Ladungs-zahl Kα - Wellenlänge [nm] Energie [keV] W 74 0,0209 59 Rh 45 0,061 20 Mo 42 0,071 18 Cu 29 0,154 8,0 Quelle: http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/XrayTrans/Html/search.html Die Energie 1 eV entspricht 1,60 ·10-19 J Die Berechnung f = R·Z2·(1/n2-1/m2) zeigt leicht unterschiedliche Werte: Das Modell des Wasserstoffatoms ist für größere Atome -immerhin- eine Näherung

Wellenlängen der Kα-Strahlung Cu λ ~ 1/Z2 Mo Rh W Kernladungszahl Quelle: http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/XrayTrans/Html/search.html

Zusammenfassung Die angeregten Atome der Anode emittieren charakteristische Strahlung Näherung zur Berechnung der Wellenlängen nach Bohrs Modell für Wasserstoff-ähnliche Atome. Bei Übergang von Schale m zu n λ = 1/(RH·Z2)/(1/n2-1/m2) [m] Mit der “Rydbergkonstanten” RH = 1,097·107 [1/m] In Atomen mit mehreren Schalen erzeugt die Kopplung zwischen den Elektronen weitere Energie-Niveaus  Mit Bohrs Modell nicht zu beschreiben Quelle für genaue Zahlenwerte: http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/XrayTrans/index.html

finis 32 21 43 31 K L M N Die Zahlen stehen für die Nummern der Schalen (n, m) zur Berechnung der Wellenlänge der emittierten Strahlung