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Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung

Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung. Inhalt. Anregung kohärenter Streuung: Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen „erzwungenen Schwingungen“ an Anregung inkohärenter Streuung Photoeffekt Compton-Effekt Paarbildung.

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Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung

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Presentation Transcript

  1. Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie: Anregung inkohärenter Streuung

  2. Inhalt • Anregung kohärenter Streuung: • Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen „erzwungenen Schwingungen“ an • Anregung inkohärenter Streuung • Photoeffekt • Compton-Effekt • Paarbildung

  3. Absorptionskante: Anregung des Kohlenstoffs auf der K-Schale Photoeffekt 106 Paarbildung 103 1 Kohärente Streuung 0,1 1 10 100 1000 1.000.000 Compton-Effekt Absorption von Röntgenstrahlen

  4. Anteile zum Streuquerschnitt von Röntgenstrahlen

  5. Photoeffekt 106 103 1 0,1 1 10 100 1000 1.000.000 Absorption von Röntgenstrahlen

  6. Der Photoeffekt • Strahlung wird absorbiert, indem sie ein Atom ionisiert • Die Energie des Röntgenquants wird umgewandelt in: • Ablösearbeit des Elektrons • kinetische Energie des emittierten Elektron

  7. Der Photoeffekt

  8. Der Photoeffekt Ein Photon ionisiert ein Atom Die Lücke wird unter Emission von Fluoreszenz-Strahlung aufgefüllt

  9. Der „innere“ Photoeffekt Ein Photon ionisiert ein Atom Innerhalb des Atoms wird noch eine andere Schale ionisiert: Strahlungsloser Übergang, Auger-Effekt

  10. Der Compton-Effekt • Ein Photon wird an einem Elektron gestreut • Für die Photonen und das Elektron vor und nach dem Streuprozessgilt die Impuls und Energieerhaltung

  11. relativistisch Impuls-Erhaltung beim Stoß Photon auf ein ruhendes Elektron

  12. relativistisch Energie-Erhaltung beim Stoß Photon auf einruhendes Elektron

  13. Die Paarbildung • Die Energie eines Photons (Röntgen- oder Gamma-Quant) wird in die Massen eines Elektrons und eines Positronsumgewandelt • Paarbildung erfordert Photonenenergie von einigen Mega-eV • Paarbildunggibt es beiStößen der Photonen auf schwere Kerne

  14. Paar-Bildung

  15. Schwellenenergie für die Paarbildung

  16. Zusammenfassung Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie: • Anregung kohärenter Streuung: • Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen „erzwungenen Schwingungen“ an • proportional zu Z2,5/E2 • Anregung inkohärenter Streuung • Photoeffekt • Compton-Effekt • Paarbildung

  17. finis

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