Röntgenphysik Übersicht

Röntgenphysikvorlesung von Prof. Dr. B. Kanngießer

Der Artikel Röntgenphysik Übersicht basiert auf der Vorlesungsmitschrift von Moritz Schubotz des 1.Kapitels (Abschnitt 0) der Röntgenphysikvorlesung von Prof. Dr. B. Kanngießer.

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Die Abfrage enthält eine leere Bedingung.

Notitzen zur Vorlesung: (Vorlesung 1)

Siehe auch Professor David Attwood (VL1)

Größenordnungen

Übersicht Wellenlängen

Folie II Der Bereich der Röntgenstrahlung schließt sich an den Bereich des UV-Lichts an und erstrekt sich bis zur Gamma Strahlung.

Wichtige Größenordnungen (merken):

• 10 eV: VUV (Vakuum-Ultraviloet)
• 100 eV: XUV (Extreme-Ultra-Violett)
• 1 KeV: SXR Soft X-Rays (~1nm)
• 10 KeV: Hard X-Rays

NMR+XRay

Anwendunen für Röntgenstrahlung

(Folie IV)

• Bilder von Gewebe und Materialien (z.B. Microchips)
• Atom und Molekülstruktur (Aufenthaltsort der Atome)
• Elektronische Struktur und Bindungen (Aufenthaltsort der Elektronen)
• Magnetische Eigenschaften (Spin)

Wechselwirkung elektromanetischer Strahlung mit Materie

(Folie VI) Monochromatische Anreung

• Photoelektrische Absorption
  • Photo-Elektronen
  • Auger Elektronen
  • Fluoreszens
• Streuung
  • Inelastische Streuung
  • Eleastische Streuung

(Folie VII)

• Streuung
  • an einem Punkt (Isotrop)
  • an einem nicht Rontationssymetrischen Objekt (Anisotrop)
• Beugung
  • an einem Atomgitter (Kristallstruktur)
  • an einer geometrischen Struktur (z.B. Einzelspalt)
• Reflexion
  • an einer Grenzfläche
  • Totalreflexion ab einem kritischen Winkel $\omega _{c}$

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(Vorlesung II) Nach Professor David Attwood (Folien) Abb 2.1

${\underline {r_{e}^{2}}}={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}{\underline {m_{e}c^{2}}}}}$ Selbstenergie (2.14)

$\left({\frac {d\sigma }{d\Omega }}\right)_{T}=r_{e}^{2}sin^{2}\theta$ (2.15) Streuung an freiem elektron (Thomsen)

(Abb. 2.2) Abstrahlcharakteristik Dipol, Beschleunigung nach oben Verhalten sin^2 \theta , mit theta winkel zwischen a und Beonbachter ${\frac {dP}{d\Omega }}={\frac {e^{2}a^{2}\sin ^{2}\theta }{16\pi ^{2}\epsilon _{0}c^{3}}}$ (2.11)

$\left({\frac {d\sigma }{d\Omega }}\right)_{R}=\left({\frac {d\sigma }{d\Omega }}\right)_{T}|f|^{2}$ Rutherfordstreuung mit $f(\Delta k,\omega )=\omega ^{2}\sum _{s}(\omega ^{2}-\omega _{s}^{2}-i\gamma \omega )^{-1}\exp(i\Delta k\Delta r_{s})$ (2.20) bei Reileigh $\omega ^{4}\to \lambda ^{-4}$ --> Himmel blau, $\omega _{in}\ll \omega _{s}\sim (R_{a})\to \lambda >R_{a}$

1st order Born Plain Wave approximation (Beobachter weit weg) Abb2.4

Fernfeld Näherung (Frauenhofer) Spaltfunktion --> FT (Fourieroptik)

gegensatz Nachfeld Frenel Fresnelsche Zonenplatten