Röntgenspektrum Physik?
Wie kann man aus einem röntgenspektrum ablesen, mit welcher Spannung die röntgenröhre betrieben wurde ?
2 Antworten
Die Antwort von TomRichter ist natürlich korrekt aber ich würde gerne noch ein paar Details liefern (ohne die Aufgabe direkt zu lösen).
Du musst dir zunächst mal den Aufbau einer klassischen Röntgenröhre (Wikipeia: Röntgenröhre) ins Gedächtnis rufen. Dabei werden zuerst Elektronen durch eine besagte Beschleunigungsspannung auf hohe Geschwindigkeiten gebracht. Die dabei auf die Elektronen übertragene Energie ist maximal:
E = qU
Hierbei ist q die Ladung der Elektronen und U die Spannung. Diese Elektronen treffen dann auch ein Material mit eingermaßen hoher Kernladungszahl (die sog. Anode) und erzeugen dann bei der Streuung an den Atomkernen sogenannte Bremsstrahlung im keV Bereich (also Röntgenstrahlung). Neben den charakteristischen "Linien", macht diese Bremsstrahlung den Hauptteil des Spektrums aus, welches wir in deinem Bild sehen.
Nun musst du dir noch klar machen, dass ein Spektrum die Röntgenquanten nach ihrer Energie aufteilt, du siehst ja auch, dass auf der x-Achse "Energie" steht. Allgemein kann jedes Elektron mehrere Röntgenquanten erzeugen, wobei stets ein Teil der Energie des Elektrons in Form der Röntgenstrahlung abgegeben wird, im Idealfall gibt ein Elektron seine gesamte erhaltene Energie an nur ein Röntgenquant ab.
Wenn wir nun also zufällig eine Elektron haben, welches die volle Beschleunigung erhalten hat und mit E = qU auf einen Atomkern trifft, dort dann zufällig seine gesamte Energie als Strahlung abgibt, haben wir ein Röntgenquant mit der maximalen im Aufbau zu erzeugenden Energie. Dieses erzeugt dann im Spektrum einen entsprechenden Wert.
Ergo musst du dir nur die größte im Diagramm vorkommende Energie anschauen um mittels Energieerhaltung auf die Spannung zu kommen. Bitte verwende das aber nicht nur als "Lösung", sondern versuche in deinem eigenen Interesse meine Ausführungen nachzuvollziehen.
Durch Anwendung des Energieerhaltungssatzes. Und dem Wissen, dass ein Photon seine Energie von einem Elektron bekommt.