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Ein sehr markantes Gestaltmerkmal eines Röntgenspektrums bilden die für das jeweilige Anodenmaterial typischen charakteristischen Linien, die ihre Ursache im Vorhandensein diskreter Energiestufen der Elektronen in der Hülle der Atome des Anodenmaterials haben:
Wird durch ein beschleunigtes (Kathoden-) Elektron bei seinem Auftreffen auf ein (meist inneres) Elektron in der Atomhülle des Anodenmaterials dieses aus seiner "Bahn" entfernt, tritt (sehr) kurz darauf ein "Rücksprung" eines anderen Elektrons aus (irgend) einer höheren "Bahn" auf den frei gewordenen Platz auf, wobei ein Röntgenquant einer bestimmten diskreten Energie ausgesandt wird.
Hinweis: Sie können im Internet einige Animationen zur Veranschaulichung dieses Vorgangs finden.
Es stehen drei verschiedene Anodenmaterialien zur Verfügung. Als Analysekristall ist NaCl fest vorgegeben.
Wählen Sie zunächst eines der Materialien Silber, Molybdän oder Kupfer
als Anodenmaterial aus. Nehmen Sie anschließend ein Spektrum auf.
Beobachten Sie, wie sich "über" dem zunächst entwickelnden
Bremsspektrum das für das ausgewählte Anodenmaterial typische
charakteristische Spektrum zeigt.
Hinweis: Wenn Sie beim Beginn des Scans vergessen haben, das Röntgengerät einzuschalten (HV ON/OFF), können Sie mit der ZERO-Taste eine bereits begonnene Messung wieder neu starten.
Wählen Sie nun eines der beiden anderen Anodenmaterialien aus. Nehmen Sie wieder das Spektrum auf und wiederholen den Vorgang für das dritte Anodenmaterial.
Notieren Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede für die drei aufgezeichneten Spektren. Dabei sollten Sie mit Begründungen eingehen auf den kurzwelligem Beginn des Bremsspektrums, auf die Positionen der charakteristischen Linien im Vergleich zueinander sowie auf die "Wiederholung" der charakteristischen Linien innerhalb ein- und desselben Spektrums.
Charakteristische Spektren zu verschiedenen Anodenmaterialien
Das folgende IBE zur Untersuchung von Röntgenstrahlung erlaubt es, zu unterschiedlichen Anodenmaterialien die zugehörigen Röntgenspektren aufzunehmen. Die Beschleunigungsspannung ist dabei auf 35 kV fest eingestellt und kann, wie alle anderen Parameter bei ausgegrautem ADJUST-Regler, auch nicht geändert werden.
Mit COUPLED und SCAN kann man das gewünschte Spektrum in Zeitrafferdarstellung aufnehmen lassen; es wird zeitgleich auf dem Monitor dargestellt (für ∆t wird jeweils 0 angezeigt; was dem „Zeitraffer-Modus“ entspricht, mit dem die Spektren geschrieben werden). Bei der dem IBE zugrundeliegenden realen Messwertaufnahme betrug die jewilige Messzeit 10 s bei einer Schrittweite der Winkelveränderung von 0,1°.
Zwei charakteristische Linien
NaCl-
Kristall