Zentrale Experimente Physik GOSt
Startseite → Röntgenstrahlung → Das Röntgengerät
Jede Röntgeneinrichtung enthält neben der eigentlichen Röntgenröhre u. a. eine Hochspannungsquelle zur Beschleunigung von aus der geheizten Kathode austretenden Elektronen sowie "Sensoren", mit denen die erzeugten Röntgenstrahlen registriert werden können. Bei einer Schulröntgeneinrichtung stehen hierfür zur Verfügung ein Seitenschirm, auf dem man ein Bild eines durchleuchteten Gegenstands sehen kann, sowie ein Detektor (Geiger-Müller-Zählrohr), mit dem die Strahlung, die beispielsweise einen drehbar angebrachten Kristall mit Winkelskala passiert hat, analysiert werden kann.
Benennen Sie die in der folgenden Skizze dargestellten Details eines Röntgengeräts und erläutern Sie kurz deren Bedeutung.
- Vervollständigen Sie zunächst das Röntgengerät mit den zunächst davor platzierten Bauteilen durch Anklicken (achten Sie ggf. dazu beim Überstreichen auf den Mauszeiger): Röntgenröhre, Kollimator, Goniometer, Geiger-Müller-Zählrohr nebst Halter, Kristalltisch nebst Halter.
- Das Schema der elektrischen Beschaltung der Röhre kann durch Anklicken des Bedienpanels geöffnet werden (die ausgegrauten Taster können nicht betätigt werden).
Erkunden Sie zunächst das größtmögliche Intervall für die Einstellung der Beschleunigungsspannung der Röntgenröhre. Notieren Sie den Bereich für die Beschleunigungsspannung bei diesem Röntgengerät.
Variieren Sie nun die Anodenstromstärke. Beobachten Sie dabei am dargestellten Strahlkegel der Röntgenstrahlung die jeweilige Intensität der Röntgenstrahlung (vergessen Sie dabei nicht, das Röntgengerät zuvor einzuschalten, und die Anodenspannung sollte natürlich von Null verschiedenen sein).
Beschreiben Sie den Einfluss der Anodenstromstromstärke auf die Intensität der erzeugten Röntgenstrahlung und erläutern Sie, wie man bei einer Röntgenröhre überhaupt unterschiedliche Anodenstromstärken (bei jeder beliebigen Anodenspannung) realisieren kann.
Hinweis: Beachten Sie im IBE die (farbliche) Darstellung der Kathode im IBE bei unterschiedlichen Anodenstromstärken.
Variieren Sie nun (der Deutlichkeit wegen bei maximaler Einstellung der Anodenstromstärke) noch einmal die Beschleunigungsspannung und beobachten Sie dabei die Farbe der Röntgenstrahlkegels. Stellen Sie kurz dar, was mit der unterschiedlichen Farbe des Röntgenstrahlkegels angedeutet werden soll, und begründen Sie Ihre Aussage auch unter Berücksichtigung der Maximalenergie der Röntgenphotonen.
Das Röntgengerät
- UA
- UH
- A
- K
- Drehkristall
- Linien im Drehkristall
- GMZ
Winkelangaben $\vartheta$ und 2$\vartheta$
Durch Anklicken des jeweils gewünschten Gegenstands lässt sich dieser in das Röntgengerät einbringen. Dabei muss eine gewisse sinnvolle Reihenfolge eingehalten werden, die einen sukzessiven Aufbau überhaupt erst ermöglicht. Durch Betätigen des orangefarbenen "plus"-Symbols rechts unten kann man sich die sichtbaren Gegenstände benennen lassen (zum Einsetzen der Gegenstände muss die Beschriftung zuvor wieder ausgeschaltet werden).
Goniometer
Bedienpanel
Halter für das Tisch und Halter für
Röntgenröhre Kollimator Zählrohr Geiger-Müller-Zählrohr die Analysekristalle