Inhalt Anregung kohärenter Streuung: Anregung inkohärenter Streuung

Präsentation zum Thema: "Inhalt Anregung kohärenter Streuung: Anregung inkohärenter Streuung"—  Präsentation transkript:

1 Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung

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

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

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

5 Absorption von Röntgenstrahlen
Photoeffekt 0, 106 103 1

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 Joule Energie des Photons
Bindungsenergie des Elektrons in Schale n Kinetische Energie des ausfliegenden Elektrons

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

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

10 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

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
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)

16 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

17 finis