Wellenlänge charakteristische röntgenstrahlung berechnen

Die Konstante ist auch hier die Rydbergkonstante mit . \(99~\%\) der Energie, die für den Betrieb der Röntgenröhre aufgewendet wird, in Wärme umgewandelt. Je größer diese ist, desto schneller sind die Elektronen beim Aufprall. Oft verwendet man hierzu Elektronen, um andere Elektronen aus der Bahn zu schießen. 4817 Schematischer Aufbau eines Röntgenspektrometers (SVG)

Abbildung 4817 zeigt den schematischen Aufbau eines Röntgenspektrometers mit Röntgenröhre, Kristall und Detektor.

Den einzelnen Übergängen von einer Schale mit höherer Energie zu einer Schale mit niedrigerer Energie hat man bestimmte Namen gegeben: Der K\(_\alpha\)-Übergang bezeichnet den Sprung eines Elektrons auf die innerste Schale (K) aus der nächsthöheren Schale (\(\alpha\)). Man unterscheidet hier zwischen weichen (1 nm/1018 Hz), mittel- harten (0,1–0,01 nm/1019 Hz) und harten (0,001 nm/1020 Hz) Röntgen- strahlen.

Was passiert in der Röntgenröhre?

Eine Röntgenröhre ist eine spezielle Elektronenröhre zur Erzeugung von Röntgenstrahlen.

Dazu wird ein Spektrum mit U=25 kV, I=1 mA, =0.1° und t=2 s aufgenommen. Für das Experiment bedeutet dies, dass mehr Strahlung auf eine Probe oder einen Schirm trifft und die Helligkeit zunimmt. Die auslaufenden Wellen interferieren nun miteinander, wobei die Winkellage der Maxima von der Photonenenergie abhängig ist. Danach können die Zustände in der Elektronenhülle nur bestimmte Quantenzahlen annehmen (Hauptquantenzahl n, Nebenquantenzahl l, magnetische Quantenzahl m und Spin s), wobei einige Auswahlregeln gelten (siehe hierzu die Kapitel in der Physikalischen Chemie).

So gibt es dann nicht nur eine Kα-Linie (in einem Spektrum), sondern eine K_α1-Linie und eine K_α2-Linie.

Denn der Index gibt die Differenz in der Hauptquantenzahl n an. der Totzeit des Detektors zu korrigieren (s. Die Werte für sind für die verwendeten Kristalle sehr gut bekannt (s.u.). Dabei wird dieses Loch mit einem Elektron einer anderen Schale gefüllt. Da die Werte nur vom Anodenmaterial abhängen, spricht man hier von charakteristischer Strahlung.

Allerdings sollte man sich beim Betrieb des Geräts nicht unnötig lange in dessen unmittelbarer Nähe (cm Abstand) aufhalten. Es kann vorkommen, dass jemand unbeabsichtigt das Goniometer (Messinstrument zur Bestimmung von Winkeln) des Gerätes dejustiert hat (unbeabsichtigtes Anstoßen, etc.). Der größere Anteil der Strahlungsenergie wird dabei über die Bremsstrahlung transportiert, was sich im Spektrum mit folgender Überlegung erkennen lässt: Die Energie, die übertragen wird, ist proportional zur Fläche unter der spektralen Verteilungskurve.