Charakteristische Röntgenstrahlung
Physik
Basiswissen
Eine von zwei Arten von Röntgenstrahlung: Röntgenstrahlung besteht aus sehr energiereichen Photonen (Quanten). Diese Photonen stammen niemals aus einem Atomkern. Sie entstehen immer durch Elektronen außerhalb des Kerns. Es werden zwei Arten der Entstehung unterschieden: Bremsstrahlung und die charakteristische Strahlung. Letztere wird hier kurz vorgestellt.
Was ist die charakteristische Röntgenstrahlung?
- Das ist Röntgenstrahlung die aus Elektronenübergängen in Atomhüllen entsteht.
- Nur so entstandene Strahlung nennt man charakteristisch.
- Sie ist ein Linienspektrum der Röntgenstrahlung.
- Jedes chemische Element hat ein eigenes Spektrum.
Wie entsteht die Strahlung?
- Elektronen in Atomhüllen können verschiedene Energieniveaus einnehmen.
- Statt von Energieniveaus spricht man hier auch von Schalen.
- Schalen nah am Atomkern nennt man innere Schalen.
- Zunächst wird ein Elektron aus einer inneren Schale herausgeschlagen.
- Dadurch ist ein Elektronen-Platz einer inneren Schale frei geworden.
- Ein Elektron einer äußeren Schale fällt dann auf diesen Platz "herunter".
- Bei diesem Herunterfallen sendet das fallende Elektron ein Röntgenphoton aus.
- Das fallende Elektron kann dabei aus verschiedenen der äußeren Schalen stammen.
- Je größer die Fallhöhe des Elektrons, desto energiereicher ist das erzeugte Photon.
- Der Energieinhalt eines Photons ist proportional zu seiner Wellenlänge.
- So entstehen also Röntgenstrahlen mit unterschiedlichen Energieniveaus.
- Für jede Fallhöhe ein bestimmtes Energienievau bzw. eine bestimmte Freuquenz.
- Zur Umrechnung Frequenze-Energie, siehe auch => Photonenenergie
Was ist charakteristisch an der Strahlung?
- Charakteristisch heißt so viel wie: typisch für
- Die Strahlung ist typisch für bestimmte chemische Elemente.
- Die Spitzen (Peaks) liegen für jedes Element bei anderen Frequenzen.
- Kennt man die Frequenzen, die spitze Peaks ergeben, dann kann ...
- man daraus auf das erzeugende Element Rückschlüsse ziehen.
Was bedeutet K-Alpha, L-Beta und so weiter?
- Diese Bezeichnung beinhaltet zwei Informationen:
- Sie beginnt mit einem Großbuchstaben: K, L, M, N, O etc.
- Das gibt an: aus welcher Schale wurde ursprünglich ein Elektron entfernt
- Auf diese Schale fällt dann anschließend auch ein Elektron von oben hinein.
- Der zweite Buchstabe ist immer ein grieschischer: alpha, beta, gamma etc.
- Er gibt an: wie viele Schalen fällt das obere Elektron nach unten
- K-alpha heißt also: Ursprünglich wurde ein Elektron aus der K-Schale geschlagen.
- Dann fiel ein Elektron eine Schale nach unten und füllte die Lücke wieder auf.
- Dieses fallende Elektron stammte damit also aus einer Schale höher als die K-Schale.
- Das herunterfallende Elektron stammte also aus der L-Schale.
- Zielschale ist K, Herkunft eins darüber => K-alpha Strahlung
- Zielschale ist K, Herkunft zwei darüber => K-beta Strahlung
- Zielschale ist L, Herkunft eins darüber => L-alpha Strahlung
- Zielschale ist K, Herkunft zwei darüber => L-beta Strahlung
