Kontinuierliches Röntgenspektrum

apfelsinen-saft · Anmeldungsdatum: 24.01.2008 Beiträge: 1 Wohnort: Stedesdorf

Hallo!

Wir behandeln in der Schule im Moment das Röntgenemmissionsspektrum.

Zum kontinuierlichen Spektrum haben wir gesagt, dass dies dadurch entsteht, dass ankommende Elektronen willkürlich in der Anode abgebremst werden und es (meißtens) zu mehreren Stößen kommt, bei denen Photonen emitiert werden.
Mir ist aufgefallen, dass das Intensitätsmaximum des kontinuierlichen Spektrums in einem sehr hoch energetischen Bereich liegt. Das bedeutet aber, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass Elektronen in eher wenigen, bis nur einem Stoß, abgebremst werden und dabei sehr viel ihrer Energie verlieren. Worauf treffen die Elektronen, dass es so wahrscheinlich ist, dass sie ihre Energie fast auf einmal abgeben? Wenn dies nur beim Auftreffen z.B. auf den Atomkern geschehen würde, wäre es doch nicht so wahrscheinlich, oder? Für mich wäre es viel logischer, dass sich das kontinuierliche Spektrum mehr auf den Bereich mit weniger Energie verteilt, warum ist das nicht so?
Ich bin sehr gespannt auf eure Ideen, da ich beim besten Willen noch keine Erklärung finden konnte!
Danke!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich glaube, die "Stöße" der Elektronen mit den Atomkernen in der Anode stellt man sich besser nicht wie einen wirklichen Frontalzusammenstoß vor (denn die Atomkerne sind ja viel zu winzig, um immer frontal getroffen zu werden).

Statt dessen reicht es, wenn sie einem positiv geladenen Atomkern einfach nur so nahe kommen, dass sich durch die anziehende Coulombkraft die Richtung ihrer Flugbahn dabei sehr heftig ändert. So heftig, dass sie bei der dabei erfahrenen Richtungsänderungs-Beschleunigung einen großen Teil ihrer kinetischen Energie in Form von Bremsstrahlung abstrahlen.

Auf Wikipedia ( http://de.wikipedia.org/wiki/Bremsstrahlung ) gibts dazu ein schönes Bild:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ef/Bremsstrahlung.png/180px-Bremsstrahlung.png

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Reicht nicht eigentlich schon eine Richtungsänderung bei konstanter Geschwindigkeit aus, dass ein Elektron Energie abgibt.

Dies Begründung gibt man doch öfters an, um aufzuzeigen, dass das Kreisbahnen Modell von Bohr eigentlich theoretisch instabil ist ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Aber würde sich ein Elektron auf einer Kreisbahn um ein Couolmbfeld bewegen, das als Zentipedalkraft wirkt. Verliert dann das Elektron auch Energie ( Geschwindigkeit) und gibt diese Strahlung dann als Energie ab, vorauf es immer näher an den Kern kommt und letzlich in ihn hineinstürzen würde (nach Bohrschen Atommodell).

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich glaube, da verwechselst du das, was das Bohrsche Atommodell aussagt, und den Grund, warum es nur ein Modell ist und nicht wirklich wörtlich die Wirklichkeit beschreibt. Aber eigentlich ist das hier ja nicht ein Thread zum Thema Bohrsches Atommodell, da wollen wir nicht zu sehr abschweifen.

Hilft dir dieser Link

http://www.physikerboard.de/ptopic,46408,atommodell.html#46408

um die Sache abschließen?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Genau richtig wäre einfach

Geladene Teilchen, die beschleunigt werden, strahlen Energie ab.

Daraus folgt leicht, dass wenn man versucht, ein geladenes Teilchen mit einer Zentripetalkraft auf eine Kreisbahn zu zwingen, dann bekommt man ja eben deshalb keine ganz genaue Kreisbahn, weil das Teilchen dabei Energie abstrahlt und langsamer wird.

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Dankeschön, darauf wollte ich hinaus.

Eine senkrecht wirkende Kraft auf ein geladenes Teilchen, die im klassischen Fall nur zu einen Richtungsänderung führen würde, führt also zu einem Energieverlust der Ladung durch Abstrahlung.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

(Nicht senkrecht wirkende resultierende Kräfte auf ein geladenes Teilchen verursachen natürlich ebenfalls eine Beschleunigung und damit ebenfalls ein Abstrahlen.)

Manche würden sich nun vielleicht noch an der Formulierung "im klassischen Fall" stören, denn das Aussenden von Strahlung durch beschleunigte Ladungen ist so ein alter Hut, dass das von den meisten sicher als zur klassischen Physik zugehörig betrachtet wird. smile