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Das Auftreten von Linien im Röntgenspektrum kann durch die Photonenaussendung beim Übergang des Atoms von einem definierten Ausgangsniveau in ein definiertes Endniveau erklärt werden. Dies deckt sich mit der Erklärung der Linien im optischen Bereich. Die Photonenenergien und damit die Lage der charakteristischen Linien im Spektrum sind charakteristisch für das verwendete Anodenmaterial. Simulation In der folgenden Simulation kannst du die charakteristischen Röntgenspektren von unterschiedlichen Anodenmaterialien bei verschiedenen Betriebsspannungen (Beschleunigungsspannung der Elektronen) simulieren und so den Einfluss der Parameter auf das charakteristische Spektrum untersuchen. Dabei kannst du die Darstellung zwischen der Energieverteilung, der Wellenlängenverteilung und der Frequenzverteilung wechseln. H bestimmung mit röntgenspektrum en. Abb. 5 Simulation von charakteristischen Röntgenspektren Wir danken Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3 / Thomas Kippenberg; \(K_{\alpha}\)-Linien verschiedener Anodenmaterialien In den charakteristischen Röntgenspektren ist die K α -Linie stets besonders ausgeprägt.
Aus dem Spektrum kann auf die Elementzusammensetzung der Probe geschlossen werden. Siehe auch Bremsstrahlung
Die charakteristische Röntgenstrahlung ist als Linienspektrum der Teil des Röntgenspektrums, der für das jeweils verwendete Anodenmaterial typisch und eindeutig ist. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen Inhaltsverzeichnis 1 Erscheinung & Entstehung 2 Bezeichnung der Spektrallinien 3 Anwendung 4 Siehe auch Erscheinung & Entstehung Die charakteristischen Linien sind in der graphischen Auswertung des Spektrums durch hohe Erhebungen zu sehen. Die charakteristischen Linien des Röntgenspektrums ( K α, K β, …) entstehen wie folgt: Ein freies, energiereiches Elektron schlägt ein gebundenes Elektron aus der K- oder L-Schale seines Atoms heraus. Röntgenstrahlung · einfach erklärt, Erzeugung, Röntgenröhre · [mit Video]. Dabei muss auf das gestoßene Elektron mindestens die Energie übertragen werden, die seiner vorherigen Bindungsenergie entspricht. Die entstandene Lücke wird durch ein Elektron einer äußeren Schale geschlossen. Da die Elektronen auf den äußeren Schalen höhere Energien aufweisen, müssen sie die Differenz der Energie bei ihrem Wechsel auf eine weiter innen gelegene Schale abgeben.
Ein Linienspektrum ist ein Strahlungs-Spektrum, das -- unter Umständen neben kontinuierlichen Anteilen -- voneinander getrennte ( diskrete) Linien zeigt, wie z. B. Absorptions - oder Emissionslinien in Lichtspektren. Man unterscheidet bei elektromagnetischer Strahlung Absorptions - und Emissionsspektren. Auch manche Teilchenstrahlungen wie z. die Alphastrahlung weisen Linienspektren auf, d. h., die Teilchen haben diskrete kinetische Energien. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen Ursprung der Linien in Licht- und Röntgenspektren Jedes Material ( Atom, Molekül) hat charakteristische, diskrete Energieniveaus, auf denen sich seine Elektronen "aufhalten" können. Der Übergang von einem auf ein anderes Energieniveau erfolgt durch Aufnahme (Übergang vom tieferen auf höheren Zustand) oder Abgabe (Übergang vom höheren in tieferen Zustand) eines Photons mit der Energie (mit der Frequenz ν der Strahlung und dem Planckschen Wirkungsquantum h). Unbenannte Seite. Die Energiedifferenz zwischen den Energieniveaus entspricht genau der Energie des Photons, und die Energie eines Photons wiederum bestimmt dessen Wellenlänge.
Dieses zweite Photon ist von niedriger Energie und trägt in diesem Beispiel zur L-Linie bei. Neben der Röntgenemission bildet - besonders bei leichten Atomen mit Ordnungszahlen Z < 30 - die Übertragung der Energie auf weiter außen gelegene Elektronen eine andere Möglichkeit für den Ausgleich der Energiedifferenz (siehe Auger-Effekt). Bezeichnung der Spektrallinien Zur Bezeichnung der Röntgenlinien gibt man zunächst die innere Schale an (z. B. K), dann einen griechischen Buchstaben, der die äußere Schale angibt. Bei der K-Serie bedeutet K α, dass die äußere Schale die L-Schale ist, K β, dass sie die M-Schale ist usw. Bei den L- und M-Serien ist diese Zuordnung nicht mehr so eindeutig. Hier spielt die Feinstrukturaufspaltung aufgrund der Bahnentartung und der Spin-Bahn-Wechselwirkung eine größere Rolle, besonders bei sehr schweren Atomen. H bestimmung mit röntgenspektrum map. Zusätzlich zum griechischen Index wird dann noch ein numerischer Index zur Unterscheidung der Linien verwendet. Anwendung Die charakteristische Röntgenstrahlung wird mit Detektoren ausgewertet, die die Energie oder die Wellenlänge der Röntgenquanten bestimmen.
1) Beim Aufprall wird ein Teil dieser Energie bei der Erwärmung der Anode umgesetzt. Außerdem können die abgebremsten Elektronen ihre Energie ganz oder teilweise als elektromagnetische Strahlung in Form von Photonen aussenden. Diese Photonen können also höchstens die Energie nach der Formel (5. 1) haben: oder: (5. 2) Eine bestimmte Spannung U legt also die größtmögliche Photonenfrequenz max fest. Das Anodenmaterial spielt dabei keine Rolle. Zur höchsten Frequenz max gehört die kleinste mögliche Wellenlänge min: die Grenzwellenlänge im Spektrum. Charakteristische Röntgenstrahlung – Wikipedia. Wir lösen die Gleichung (5. 2) nach max und mithilfe von = c/ nach min auf: Das bedeutet: Je höher die Spannung U, desto niedriger ist die Grenzwellenlänge, desto höher die Frequenz und daher desto energiereicher die Röntgenstrahlung. Die Photonenhypothese erklärt das Zustandekommen einer kurzwelligen Grenze im Röntgenspektrum, die nur von der Spannung zwischen den Elektroden, nicht aber vom Anodenmaterial abhängt. Mit der Annahme: Die kinetische Energie der Elektronen wird beim Aufprall in die Photonenenergie umgewandelt, stellen wir fest: Die Grenzwellenlänge min ist umgekehrt proportional zur Beschleunigungsspannung U: (5.