Röntgenphysik Übersicht

Röntgenphysikvorlesung von Prof. Dr. B. Kanngießer

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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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Notitzen zur Vorlesung: (Vorlesung 1)

Größenordnungen

miniatur|hochkant=4|zentriert|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

$\underset{\_}{r_e^2}=\frac{e^2}{4\pi {ϵ}_0\underset{\_}{m_e{c}^2}}$ Selbstenergie (2.14)

${\left(\frac{d\sigma }{d\mathrm{\Omega }}\right)}_T=r_e^{2}si{n}^2\theta$ (2.15) Streuung an freiem elektron (Thomsen)

File:Dipol Torus.png

(Abb. 2.2) Abstrahlcharakteristik Dipol, Beschleunigung nach oben Verhalten sin^2 \theta , mit theta winkel zwischen a und Beonbachter $\frac{dP}{d\mathrm{\Omega }}=\frac{e^2{a}^2{\sin }^2\theta }{16{\pi }^2{ϵ}_0{c}^3}$ (2.11)

${\left(\frac{d\sigma }{d\mathrm{\Omega }}\right)}_R={\left(\frac{d\sigma }{d\mathrm{\Omega }}\right)}_T|f{|}^2$ Rutherfordstreuung mit $f(\mathrm{\Delta }k,\omega )={\omega }^2\sum _s({\omega }^2-{\omega }_s^2-i\gamma \omega {)}^{-1}\exp (i\mathrm{\Delta }k\mathrm{\Delta }{r}_s)$ (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