energie röntgenstrahlung berechnen

32 0 obj /Filter /FlateDecode �M=6}�j�����xB�k�� Absorptionskoeffizient hängt von der Energie der Röntgenstrahlung ab. Ionisierende Strahlung, Fachgebiete: endobj Die charakteristische Röntgenstrahlung ist ein Linienspektrum von Röntgenstrahlung, welches bei Übergängen zwischen Energieniveaus der inneren Elektronenhülle entsteht und für das jeweilige Element kennzeichnend ist. Energie W der Frequenz proportional ist: λ ν c W =h ⋅ =h ⋅ (9.1) h: Plancksches Wirkungsquantum: h = 6,62⋅10-34 W⋅s2 c: Lichtgeschwindigkeit, λ: Wellenlänge, ν: Frequenz . Voraussetzung für die folgenden Kapitel bildet die Röntgenröhre, da mit ihr weitere Quanteneffekte verstanden werden können. /Length 3996 Sie kann nach dem Moseleyschen Gesetz berechnet werden, z. B. ergibt sich für den Übergang zur K-Schale ( n1 = 1) für die Frequenz der Röntgenstrahlung. 49 0 obj Energie- und Impulsverlust der Röntgenstrahlung bei der Wechselwirkung mit dem Festkörper. zwischen Materie und der erzeugten 7 VORWORT Das vorliegende Skript ist ein Auszug aus dem Skript über die physikalischen Grund-lagen der Dosimetrie im Strahlenschutz, ergänzt mit einem Anhang über die Erzeu-gung von Röntgenstrahlung. Berechnung der Frequenzen der charakteristischen Röntgenstrahlung Die Frequenzen der K-Linien können in Analogie zum Bohr'schen Atommodell berechnet werden. 2. Der Brechungsindex und der Absorptionskoeffizient von elektromagnetischer Strahlung hängt von der Frequenz ab. Das heißt: Die Strahlung kann tiefer in das Material eindringen endobj 71 0 obj endobj s) f = Frequenz der Strahlung W = Austrittsarbeit des bestrahlten Materials (Wie viel Arbeit/Energie ist nötig, um Elektronen rauszulösen . << /S /GoTo /D (subsection.3.1) >> Man regt die Atome in der Probe durch einen Elektronenstrahl einer bestimmten Energie an, sie senden dann Röntgenstrahlung einer für das jeweilige . Die so erzeugte Röntgenstrahlung enthält alle möglichen Energien (in unterschiedlichen Anteilen) bis zu einer maximalen Energie, die (in eV gemessen) gerade der Beschleunigungsspannung (in Volt gemessen) entspricht. 1000 W/m² und weist einen ausgeprägten Tagesgang auf. O 21 „Röntgenstrahlung" Aufgaben 1. 4 0 obj Diese Ergebnisse sind im Rahmen der klassischen Physik nicht zu Da- verstehen. 65 0 obj (Videoversuch) 60 0 obj endobj 16 0 obj b) Wie groß ist der Winkel α der Elektronenbahn mit der Richtung der ungestreuten Röntgenstrahlung? %���� Für den Menschen ist eine Ganzkörperbestrahlung innerhalb einer kurzen Zeitspanne mit einer Energiedosis von über 4 Gray tödlich. Das . 52 0 obj endobj Berechnen Sie aus einer Dosisleistung die Äquivalenzdosis HT . Strahlenphysik beschreibt die Wechselwirkungsprozes-se, die sich zwischen Materie und geladenen Teilchen (bei der Erzeugung von Röntgenstrahlung in der Rönt-genröhre) bzw. Die Energiebereiche der Gamma- und Röntgenstrahlung überschneiden sich in einem weiten . Diese Einzeldosen werden über einen langen Zeitraum hinweg dem Körper verabreicht. Auflage. K-) Schale. Tags: Lexikon der Physik:Röntgenspektrum. Energie und Impuls bleiben beim Stoß erhalten. In unserem Fall bildet die Röntgenröhre die Umkehrung des Photoeffekts, da nicht aus Photonen Elektronen aus einem Metall herauslösen, sondern Elektronen einen Teil ihrer Energie als Röntgenstrahlung abgeben. Unter Röntgenstrahlung , auch Röntgenstrahlung genannt , versteht man elektromagnetische Strahlung (keine Ruhemasse, keine Ladung) hoher Energien. endobj 53 0 obj Charakteristische Röntgenstrahlung entsteht, wenn das auftreffende Elektron ein Elektron aus einem Anoden-Atom herausschlägt: Nimmt ein Elektron aus einer höheren Schale das freigewordene Energieniveau ein, gibt es die Energiedifferenz in Form eines abgestrahlten Photons ab. Hierbei steht für die Energie, für die Masse und für die Lichtgeschwindigkeit. Die Bindungsenergie vermindert die Masse des Kerns. Die Strahlungsfrequenz ist der Schlüsselparameter aller Photonen, da sie die Energie eines Photons bestimmt. Die horizontale Achse zeigt den Ablenkwinkel nach Bragg-Reflexion an einem LiF-Kristall Zu kurzen Wellenlängen hin hat das Spektrum eine Grenzwellenlänge, die der kinetischen Energie der Elektronen entspricht, d. h. die gesamte kinetische Energie der Elektronen wird in Röntgenstrahlung umgewandelt. Röntgenstrahlung durchdringt viele Stoffe und wird durch verschiedene Stoffe unterschiedlich absorbiert. 17 0 obj Tabellen & Diagramme zur Strahlenphysik 84 Literatur 88. 29 0 obj Nachts ist keine kurzwellige Strahlung vorhanden. "Hz" steht für "Hertz" - zu Ehren eines Physikers namens Heinrich Hertz. Berechnen Sie für monoenergetische Röntgenstrahlung von 100 keV und 50 keV jeweils für d = 1 cm, 5 cm, 10 cm, 20 cm und 30 cm den Anteil der Strahlung, der im Körper stecken bleibt. Es gibt verschiedene Arten von Wechselwirkungen, die alle zu einer Abschwächung der ursprünglich einfallenden Röntgenstrahlung führen. Identi zieren Sie die atomaren Übergänge, die die gefundenen Linien im Röntgenspektrum erzeugen und berechnen Sie die zugehörigen Energien. Das entspricht einer Photonenenergie zwischen 100eV und einigen MeV. 57 0 obj Folgerung: Radius, Energie .gequantelt ‚Schalenstruktur' der Atomhülle ψ Die Postulate von NIELS BOHR: 1. Ein Elektron in einem Atom bewegt sich auf einer Kreisbahn um den Kern im COULOMB-Potential des Kerns und gehorcht den Gesetzen der klassischen Mechanik. In der Röntgenröhre (Abbildung 1) werden nach dem . (Laborbucheintrag und Auswertung) 6 . Man bezieht die absorbierte Energie W auf die Masse m des Absorbers und definiert: Energiedosis: D = W ÷ m: Einheit: Gray = Gy = J/kg Hundertstel Gy = Rad (rd): 1 Gy = 100 rd = 1 J/kg 4 Klinik. 9 0 obj Kennt man die Energieniveaus der Atome des Anodenmaterials, kann man die Energie der charakteristischen Röntgenstrahlung leicht berechnen, da diese erzeugt (oder absorbiert) wird durch den Übergang eines Elektrons von einem auf einen anderen Zustand: (Einfluss des Anodenmaterials) Die Masse des ruhenden Teilchens gibt Auskunft über dessen Energie. 3). Die Struktur kristalliner Festkörper bestimmt wesentlich dessen Eigenschaften und die daraus resultierenden Anwendungsmöglichkeiten. 28 0 obj Berechnen Sie die Wellenlängen der MoK - und MoK -Peaks, sowie der kurzwelligen Kante G. 2. Was sind die Vor- und Nachteile der Röntgenstrahlung aus . 9.Aufgabe: Röntgenstrahlen der Wellenlänge 100 pm werden gestreut. 20 0 obj Energiedosis, Diese Grenzwellenlänge hängt nur von der durchlaufenen . o��G���ъ�c�F��/����5)�†��B�7�;eJ��2��. A. Elektronen). Da dies die höchstmögliche Frequenz ist, lässt sich sagen, dass es (aufgrund von c . (Erzeugung) Rechner für das elektromagnetische Spektrum Wellenlänge, Frequenz und Energie ineinander umrechnen << /S /GoTo /D (subsection.5.2) >> Harte Röntgenstrahlung (mit einer Energie über 100 keV) wird bspw. 45 0 obj Bild 5: Compton-Streuung eines Röntgen . Diese Energie ist immer kleiner als die kinetische Energie der auftreffenden Elektronen und charakteristisch für das . 3 Berechnung. veraltete Einheit = 1 Röntgen (R) Umrechnung : 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg Energiedosis (D) = die von der bestrahlten Substanz absorbierte Energie je Masseneinheit; SI - Einheit = 1 Gray (Gy) 1 Gy = 1 J/kg veraltete Einheit = 1 Rad (rad) Umrechnung : 1 rad = 0,01 Gy Die verschiedenen Strahlenarten zeigen unterschiedliche biologische . Die Energien reichen von einigen keV bis zu einigen Hundert keV. die Energie des Röntgen-Quants ändert, da kinetische Energie auf das Elektron übertragen . einer bestimmten charakteristischen Linie im Röntgenspektrum in Abhängigkeit von Z auf und erhielt ein Diagramm, das dem untenstehenden entspricht. An einer RÖNTGEN-Röhre liegt die Spannung12kV an. Nehmen Sie das Röntgenspektrum einer Kupfer- oder Molybdänanode mit einem LiF-Kristall bei einer Anodenspannung von 25 kV auf. Sie entsteht, wenn Elektronen hoher kinetischer Energie schlagartig abgebremst werden oder ihre Bewegungsrichtung ändern. 64 0 obj nach handelt es sich bei dem einfallenden Röntgenstrahl um eine elektromagnetische Welle. ����A��u�Ѿ� C�կ��U�f��ա��b��ɪ���mB���Z�$� �绤�3��.���gS�cS��$��݊��. Es gibt daher keine Linsen, um Röntgenstrahlen . Durch Zufall machte Wilhelm Conrad Röntgen 1895 eine besondere Strahlung sichtbar. In der Röntgendiagnostik wird die Röntgenstrahlung durch . Absorptionskoeffizient Röntgenstrahlung berechnen Formel: Absorptionsgesetz (Absorptionskoeffizient . - charakteristische Röntgenstrahlung aufgrund von Übergängen zwischen inneren Schalen der Anodenatome. Kurzanleitung• VersuchV-8v• Röntgenstrahlung V-08v: Röntgenstrahlung PraktischeÜbungeninPhysikfürHuman-,Zahn-undBiomediziner, BiologenundPharmazeuten 13 0 obj 0.5 - 1 µm => sichtbarer Lichtbereich 380-780 nm) stammt von der Sonne, erreicht Werte bis ca. Knochen, aber auch bei der Mammografie verwendet. 1pm und 10nm. Daher ist die Strahlenenergie meist größer als die Röntgenstrahlen lie-gen im Energiebereich von 0,1 bis 100keV. Zur Analyse der Struktur nutzt man die Röntgenbeugungsanalyse (engl. Kurzwelliges Ende der Bremsstrahlung: Elektronenenergie = Photonenenergie William Lawrence Bragg (1890-1971) Max von Laue (1879-1960) e U c h c e U h h Man bezieht die absorbierte Energie W auf die Masse m des Absorbers und definiert: Erhält der menschliche Körper eine Energiedosis von 1 Gy, so nimmt er durch die Strahlung eine Energie von 1 Joule je Kilogramm (Körpergewicht) auf. Zum einen werden die Elektronen im Coulombfeld der Atomkerne in der Anode gestreut bzw.abgebremst.SiegebendabeiunterschiedlichvielEnergiealsRöntgenphotonen(Röntgenstrah- lung)ab.DieFolgeisteinkontinuierlichesSpektrum,dasalsBremsspektrumbezeichnetwird. endobj << /S /GoTo /D (subsection.1.2) >> Englisch: absorbed dose. 0 �! Analysieren Sie die charakteristische Röntgenstrahlung von Kupfer, Eisen, Molybdän oder Wolf- ram wahlweise mit einem LiF oder KBr-Einkristall. (Die Einheit "Elektronvolt") Stehen zum Beispiel Menschenleben auf dem Spiel, dann dürfen Feuerwehrleute in einem einmaligen Einsatz maximal 250 . (jede Beschleunigung einer Ladung bewirkt elektromagnetische Strahlung, vgl. Das Ausmaÿ dieser Wechselwirkungen wird stark beein˛uÿt durch: 1 . stream Die Energie, die ein Elektron an ein Photon abgibt ist allerdings begrenzt. endobj Erhält der menschliche Körper eine Energiedosis von 1 Gy, so nimmt er durch die Strahlung eine Energie von 1 Joule je . Radiologie, 44 0 obj Kurzwellige Strahlung (direkte, diffuse und reflektierte Solarstrahlung = solare Wärmeeinträge) Kurzwellige Strahlung (mit Wellenlängen von ca. Physik, %PDF-1.4 %���� Diese Seite wurde zuletzt am 2. Die Energiedosis, kurz D, ist eine physikalische Größe und gibt die mittlere absorbierte Energie W bezogen auf die Masse m eines bestrahlten Volumenelements an. a) Berechnen Sie den Absorptionskoeffizient µ (in 1/mm). endobj endobj zur Darstellung inhomogener Gewebe wie bei der konventionellen Röntgenthoraxaufnahme verwendet. << /S /GoTo /D (section.4) >> Als ungefähres Maß dient der Anodenstrom, der durch die Röhre fließt. << /S /GoTo /D (subsection.2.2) >> �d�F�ɉ�B�ӝ�tTf�J�{�a�T���^H�v�x������;�S'v�Ӎe�! << /S /GoTo /D [66 0 R /Fit] >> 0 einer einfallenden monochromatischen Röntgenstrahlung. : X-ray diffraction analysis), indem man Röntgenstrahlen einer geeigneten definierten Wellenlänge an der Gitterstruktur des Festkörpers beugt. Die Struktur kristalliner Festkörper bestimmt wesentlich dessen Eigenschaften und die daraus resultierenden Anwendungsmöglichkeiten. endobj Die Wellenlänge von RÖNTGEN-Strahlung liegt etwa zwischen 1 n m und 1 p m. Grundwissen. 7 VORWORT Das vorliegende Skript ist ein Auszug aus dem Skript über die physikalischen Grund-lagen der Dosimetrie im Strahlenschutz, ergänzt mit einem Anhang über die Erzeu-gung von Röntgenstrahlung. Die kurzwellige Grenze kommt einfach dadurch zustande, dass die Energie und damit die resultierende Wellenlänge eines Rontgenphotons höchstens so gross sein kann, wie die Energie des beschleunigten Elektrons vor der Energieumwandlung. (Videoversuch) Oktober 2014 um 11:34 Uhr bearbeitet. Das . Im heutigen Beitrag beschäftigen wir uns . Anhang 3: Die Berechnung der Dosis im Körper 81 A3.1 Allgemeines 81 A3.2 Kerne 81 A3.3 Monte-Carlo-Verfahren 82 A4. Sie wurde durch Charles Glover Barkla entdeckt, der dafür 1917 den Nobelpreis für Physik erhielt. endobj endobj << /S /GoTo /D (subsection.4.1) >> xڕZK��6�ϯ���!x���`�����f�NU�8-q���eo�� Ej8��E‹`�����e�Nd���Ň�^�,)D��߇/�ʽ�N'>w�X�|X%��oݱl����z�LJ�����C�5�H�?I�y�d�\�㘏�ܤU�?,T�y�}�Y,�1��e�m�J�"�+/��ɲv��_W����M��z���W endobj << /S /GoTo /D (subsection.3.2) >> Die Beschleunigungsspannungen betragen meist zwischen 1 k V und 100 k V. Beim Abbremsen der Elektronen im Anodenmaterial entsteht RÖNTGEN-Strahlung (Bremsstrahlung und Charakteristische Strahlung) und Wärme. Da die Energiedifferenzen zwischen den Schalen bei . (Videoversuch) 0,25 nm bis in den pm-Bereich . Zuletzt bearbeitet von schnudl am 10. Das Elektron kann vor dem Stoß als ruhend betrachtet werden (siehe Bild. Während die Entstehung des Lichtes aber in den äußeren Gebieten der Atomhülle . Physikalisches Grundpraktikum Versuch 23 Röntgenstrahlung Praktikant: E-Mail: TobiasWegener tobias.wegener@stud.uni-goettingen.de ChristianGass christian.gass@stud.uni-goettingen.de Auf das gestoßene Elektron muss so viel Energie übertragen werden, wie nötig wäre es aus seiner Bindung zu lösen und es in Folge auf die nächste unbesetzte Schale springen zu lassen. Zeichnen Sie die Intensität hinter dem Absorber (in % von I 0) in Abhängigkeit der Absorberdicke d in das unten stehende Netzpapier ein. 5). Friedrich-Schiller-Universität Jena Physikalisches Grundpraktikum 501-Röntgenspektren und Compton-Effekt Seite 5 von 9 06/21 wird. Joachim Herz Stiftung. SI-Einheit: 1 Gy Röntgenstrahlung hat einige spezielle Eigenschaften, die für ihre Anwendung von Bedeutung sind: Röntgenstrahlung besitzt eine so große Energie, dass Zellen geschädigt und Stoffe ionisiert werden können. Die vom Material der Anode abhängige charakteristische Röntgenstrahlung und die Röntgenbremsstrahlung. Abb. Da die Elektronen auf äußeren Schalen höhere Energie aufweisen, wird dabei Energie frei. Compton berechnete nun unter der Voraussetzung von Energie- und Impulserhaltung die Energie E 2 der gestreuten Strahlung zu Im Versuch werden die Untersuchungen von Compton an einem Streukörper aus Plexiglas wiederholt und ihre Ergebnisse mit der obigen Gleichung verglichen. Anstelle von unendlich vielen möglichen Kreisbahnen nach der klassischen Mechanik, bewegt sich ein Elektron nur auf solchen . Das Elektron hat nach der Beschleunigung die Energie E = U*e und auf Grund der Formel E = h*f für das Photon wird ein Photon einer ganz bestimmten Frequenz erzeugt. Röntgenstrahlung. 1 0 obj << /Type /Page /Parent 13 0 R /Resources 2 0 R /Contents 3 0 R /MediaBox [ 0 0 595 842 ] /CropBox [ 0 0 595 842 ] /Rotate 0 /Annots 48 0 R >> endobj 2 0 obj << /ProcSet [ /PDF /Text /ImageC /ImageI ] /Font << /TT4 23 0 R /TT6 21 0 R /TT8 27 0 R /TT9 34 0 R /TT10 5 0 R /TT12 6 0 R >> /XObject << /Im2 4 0 R >> /ExtGState << /GS1 35 0 R >> /ColorSpace << /Cs5 29 0 R /Cs10 7 0 R >> >> endobj 3 0 obj << /Length 2145 /Filter /FlateDecode >> stream endobj Röntgenstrahlung besteht aus sehr energiereichen elektromagnetischen Wellen, deren Frequenz in etwa zwischen 3 ⋅ 10 16 Hz und 3 ⋅ 10 21 Hz liegt. Die Energie eines Lichtteilchens (Photons) wird durch die Frequenz des Lichts bestimmt. >> Darüber hinaus entstehen Röntgenlinien, ähnlich wie beim Linienspektrum im sichtbaren Bereich des Lichtes, in den Hüllen der Atome. In einer Röntgenröhre entstehen stets zwei unterschiedliche Röntgenstrahlungsarten. endobj Energie, die das Elektron mitbringt, setzt die Obergrenze: Zu kurzen Wellenlängen hin hat das Spektrum eine Grenzwellenlänge, die der kinetischen Energie der Elektronen entspricht, d. h. die gesamte kinetische Energie der Elektronen wird in Röntgenstrahlung umgewandelt. Lösung: a) m m pm m c h ' (1 cos ) 10 10 2,424 10 12 (1 0) 102 0 λ=λ+ − δ = − + ⋅ − − = b . Man spricht dabei auch von Bremsstrahlung oder kontinuierlicher Strahlung. Röntgenstrahlen 3 / 9 ν=R(Z−α)2(1− 1 n2 2) (3) R: Rydberg-Frequenz Z . (Die Energie der Photonen lässt sich mit E = hf berechnen!) Max von Laue brachte einige Jahre später den Nachweis, dass es sich bei Röntgenstrahlung um elektromagnetische Wellen handelt, die an regelmäßigen Kristallen interferieren.