Umkehrung des Photoeffekts: Röntgenbremsstrahlung

Physinetz · Anmeldungsdatum: 20.09.2006 Beiträge: 317

"Guten Morgen" miteinander.

Habe Verständnisprobleme zur Interpretation der Schaubilder bei der Röntgenbremsstrahlung.

Hier nochmal um was es sich handelt unter Punkt 2
http://www.joerg-rudolf.lehrer.belwue.de/physik_os/modern/photo.htm

Und hier ein Schaubild zur Röntgenbremsstrahlung:

http://www.physik.fu-berlin.de/~brewer/IMAGES/ronts.jpg
[Ich habe dieses Bild mal, anstatt es hier in Überbreite zu zeigen, unten in verdaulicherer Größe angehängt. Schönen Gruß, dermarkus]

Klar ist mir, dass es eine untere Grenzwellenlänge gibt, da dort f=f(maximal) ist und wenige Elektronen ihre Energie vollständig an Photonen abgegeben haben.

Wo ich noch Verständnisprobleme habe:

a) Erhöhe ich die Spannung, dann sinkt die Grenzwellenlänge, richtig?

b) Wieso bricht die Kurve für große Wellenlängen ab? Schaffen dann die energieärmsten Elektronen es nicht Photonen dieser Wellenlänge herauszulösen?

c) Kann man überhaupt sagen: Photonen dieser Wellenlänge? Eher Licht dieser Wellenlänge

d) Wieso steigt die Intensität an? Und wieso fällt sie wieder?

e)Wie hängt die Intensität mit dem Anodenmaterial zusammen?

Bitte einzeln auf die jeweiligen Punkte antworten.

Vielen Dank und weiterhin einen sonnigen Sonntag

Gruß

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

a) Ja, denn die Photon mit maximaler Energie (

), diese sind ja für die untere Grenzwellenlänge entscheident, haben abhängig von der Spannung weniger Energie, damit ist ihre Wellenlänge, die indirektproportional zu Energie ist kleiner.

b) Die Elektronen haben nicht alle die höchst mögliche Geschwindigkeit ,sondern sie sind statistisch Verteilt (ähnlich der Maxwell-Boltzmann-Verteilung, dadurch gibt es auch Elektronen mit geringern Geschwindigkeiten, diese sind aber unwahrscheinlicher und können dementsprechend auch nur Photonen mit höheren Wellenlängen auslösen. Zusammengefasst: Die Wahrscheinlichkeit für ein energiearmes Elektron nimmt mit der Energie ab, damit auch die Wahrscheinlichkeit für ein Photon mit entsprechend hoher Wellenlänge, also nihmt auch die Intensität ab.

c) Kann man sagen, denn man kann jedem korpuskularen Teilchen auch eine Wellenlänge zuordnen (Stichwort: De-Broglie-Wellenläng oder Materiewellen).

d) Das hängt wieder mit der Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen zusammen. Gewisse Geschwindigkeiten sind einfach wahrscheinlicher als andere (besonders die Extreme sind unwahrscheinlich). Schau dir mal so eine Maxwellverteilung an.

e) Die Intensität hängt damit zusammen, wieviele Elektronen aus der Anode ausgelöst werden können. Um so höher die Spannung um so mehr Elektronen können allgmeine ausgelöst werden. Doch irgendwann ist eine Sättigung erreicht, da nicht mehr Elektronen da sind. Die Intensität hängt also in sofern mit dem Anodenmaterial zusammen, weil es von ihm abhängt wieviel Elektronen vorhanden sind und wie leicht diese (abhängig von der Spannung) aus der Anode gelöst werden können.

Physinetz · Anmeldungsdatum: 20.09.2006 Beiträge: 317

aber zu e) habe ich dann noch folgende Fragen:

http://www.pctheory.uni-ulm.de/didactics/quantenchemie/html/Roentgen.html

Hier mittlerer Teil, Schaubild links mit verschiedenen Materialien

a)Haben alle Materialien die gleiche Grenzwellenlänge, da diese unabhängig vom Material für eine bestimmte Spannung immer gleich ist, und man dort die Intensität dann eben Null hat?

b) Ähnlich Frage a) : Warum ist die Grenzwellenlänge bei einer bestimmten Anodenspannung unabhängig vom Anodenmaterial?

Danke für deine ausführliche Hilfe , superbe!

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Die Grenzwellenlänge ist die Frage nach den energiereichsten Photonen und damit Elektronen. Diese werden erreicht, wenn die gesamte Spannung dafür verwendet werden kann, die Elektronen zu beschleunigen. Das bedeutet aber auch, dass keine Auslößearbeit verrichtet werden muss. Es sind also die wenigen Elektronen die sich (warum auch immer) schon fast außerhalb der Anoden befinden,quasi schon gelöst sind und nicht von der Annode zurückgehalten werden. Dies ist zwar selten (deswegen ist die Intensität auch nahzu Null), aber theoretisch möglich. Da diese Elektron keine oder fast keine Binndung zur Anode haben ist auch deren Material für die untere Grenzewellenlänge egal.

Ich hoffe damit konnte ich deine beiden Fragen beantworten. Wenn nicht, einfach nachfragen.