501 - Röntgenspektren und Compton-Effekt

Röntgenstrahlen haben eine große praktische Bedeutung vor allem in der Medizin. Sie entstehen in der Röntgenröhre dadurch, daß Elektronen mit einer Spannung von ca. 30 kV beschleunigt werden und dann mit hoher Energie auf eine Anodeaus Wolfram oder Molybdän auftreffen. Die so entstehende Strahlung ist kurzwelliger und damit energiereicher als Licht. Sie hat eine hohe Durchdringungsfähigkeit für Materialien und besitzt ionisierendeWirkung. Ihr Spektrum ist charakteristisch für das jeweilige Anodenmaterial und besteht aus einem kontinuierlichen Anteil (Bremsspektrum) sowie mehreren Linien. Die Experimente werden mit einem kommerziellen, für Schulversuche entwickelten und vollabgeschirmten Röntgengerät durchgeführt.

Die Messaufgaben dieses Versuchs bestehen darin, das Röntgenspektrum mittels Bragg-Reflexion an einem Kochsalzkristall aufzunehmen sowie die Lage der Absorptionskanten von Kupfer und Zirkonium zu bestimmen. Die Rotverschiebung der Röntgenstrahlung bei Reflexion an den Leitungselektronen in Metallen (Compton-Effekt) wird halbquantitativ nachgewiesen, indem man die Änderung der Transmission durch eine Kupferfolie, die vor bzw. nach dem Streukörper in den Strahl gebracht wird, misst.

Versuchsaufbau:

Röntgengerät der Firma LEYBOLD-Didaktik:  a)  Bedienfeld;  b)  Röntgenraum mit Mo-Röntgenröhre; c)  Kollimator zur Erzeugung eines parallelen  Röntgenstrahls; d)  Goniometer mit NaCl-Kristall;  e)  Sensor für Röntgenstrahlung