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Röntgenstrahlung und Schalenbau

Frage: Röntgenstrahlung und Schalenbau
(7 Antworten)

 
Ahoi

Und wieder mal eine nette Phyisk-Aufgabe, bei der ich Bestätigung brauche...und Hilfe.
;)

Also, erst einmal die Aufgabe: http://bs-media.org/schattenlord/schalen.JPG
(Ist ein Bild von der Aufgabe, kommt ursprünglich aus dem Bayern-Abitur 2004.)

Okay, also bei der Aufgabe hab ich massive Probleme. Hier meine Lösungsansätze:

a)
Fotoeffekt:
- Wechselwirkung eines Photons mit einem an ein Atom gebundenes Elektron
- Photon überträgt Energie vollständig auf das Elektron
- Nach der Wechselwirkung gibt es kein Photon mehr
- Photonen besitzen alle gleiche Geschwindigkeit
Comptoneffekt:
- Wechselwirkung mit einem freien Elektron
- Photon überträgt einen Teil seiner Energie aufs Elektron
- Nach der Wechselwirkung besitzt das Photon weniger Energie
Soweit, sogut. Passt das so?

b) laut Tafelwerk hab ich folgende Gleichung für den Comptoneffekt:
LAMBDA=2,42*10^-12 * (1-cos(WINKEL)

Ich habe mir gedacht: Wenn das Licht genau senkrecht auf die Folie trifft, wird es auch direkt senkrecht reflektiert. Somit entsteht ein Winkel von 180°, den ich in die Gleichung einsetzen kann.
Wenn ich dann ausrechne komm ich auf eine maximale Wellenlänge:
LAMBDAmax = 4,85pm
Dann kann ich den Wert in p=h/LAMBDA einsetzen. Ich muss aber zusätzlich noch einmal h/LAMBDA+LAMBDAmax rechnen. Also insgesamt:
p=h/LAMBDA + h/LAMBDAmax, der erste Term ist der Impuls, wenn die Photonen auftreffen, und der zweite, wenn sie zurückstreuen, und den maximalen Impuls mitnehmen.
Seh ich das richtig?

Bei der kin. Energie genau das Gleiche, nur mit der Formel: E=h*c/LAMBDA + h*c/LAMBDA+LAMBDAmax.
Ergebnisse:
p=2,53*10*-23Ns
Ekin=2,19 keV

Okay, weiter gehts.

c)
Da gibts echt Probleme. Ich hab mir nur Gedacht, die Wellenlänge steigt an und um so mehr der Absorbtionskoeffizient. Bei LAMBDA1 hat er dann einen Wert erreicht, um ein Silberatom zu ionisieren. Dadurch werden dann mehr Photonen benötigt und die Wellenlänge fällt sprunghaft. Danach steigt sie wieder an...
Ich versteh nur nicht, warum die Kante nicht noch einmal auftritt?
Kann mir das jemand erklären?

d)
Absolutes No-Go. Ich finde keinen Ansatz. Weiß wirklich nicht, wie ich da was lösen soll.

e)
Siehe "d". Keine Ahnung, keinen Ansatz.

So, ich weiß, ziemlich viel, aber im Grunde ist es das gar nicht. ^.^
Wäre cool, wenn mir jemand helfen könnte. :)
Danke!
GAST stellte diese Frage am 14.04.2010 - 20:31


Autor
Beiträge 1563
10
Antwort von -max- | 14.04.2010 - 20:41
a) stimmt im Prinzip.

Comptoneffekt lässt sich aber auch auf schwach gebundene Elektronen Anwenden.
zum Photoeffekt: Photonen haben die gleiche Geschwindigkeit, ja, aber was hat das mit dem Photoeffekt zu tun?


die anderen guck ich mir auch mal eben an :)

 
Antwort von GAST | 14.04.2010 - 20:46
Danke schon mal für die Antwort. :)
Jo, danke für den Tipp bei a, werd ich gleich noch mit einbauen.

Bin gespannt auf deine Ergebnisse der anderen Aufgaben.

 
Antwort von GAST | 14.04.2010 - 21:03
c)ausdruck? was wird ionsiert?
stelle einen zusammenhang zwischen ionisation und photoeffekt her.

d) elektronen werden rausgeschossen, andere springen nach -->X-strahlung
die berechnung von lambda(alpha) erfolgt mit dem mosley gesetz. (welches bekannt sein sollte)

e) löst du, wenn du c) und d) verstanden hast.
die des K-elektrons steht im prinzip übrigens schon da, die des l-elektrons ergibt sich aus der summe bzw. differenz zweier bekannter energien. (siehe bohrsches atommodell)


Autor
Beiträge 1563
10
Antwort von -max- | 14.04.2010 - 21:26
b)

Die Formel für Comptonstreuung ist zwar richtig, hat allerdings nix mit der Ausrichtung des "Photonenstrahls" zur Folie zu tun.

Der Winkel in der Gleichung ist der Streuwinkel des Photons.
Was du gemacht hast ist aber trotzdem richtig ^^
bei 180° ist delta-Lambda am größten und somit auch die Energie des Elektrons.

Ich hab mir das jetzt nicht genau angeguckt, was du aner machen musst, ist im Prinzip nur folgendes:
Die Energie des Elektrons ist Die Energie des Photons vor dem Stoss minus der Energie des Photons nach dem Stoß.
Das musst du halt einmal fürs maximum:#
180°
Und einmal fürs Minimum 0° ausrechnen, dann hast dus eigentlich

also
delta lambda einmal für 180 und 0° berechnen.
dann rechnest du
E-E`
mit E=ENergie des Photons vor Stoss
E` = Energie des Photons nach dem Stoss (halt -delta lambda)
E-E` = E_elektron

 
Antwort von GAST | 14.04.2010 - 21:39
klasse, genau das macht er

übrigens ist es unsinnig irgendwelche energien zu berechnen, von denen man weiß, dass sie niedriger sind.

und wenn mans nicht wüsste, wäre das keine hinreichende begründung.
schließlich könnte die maximale kinetische energie bei einem streuwinkel von alpha=90° genau so gut liegen wie bei 180°.


Autor
Beiträge 1563
10
Antwort von -max- | 14.04.2010 - 23:47
Zitat:
klasse, genau das macht er

hiermit entschuldige ich mich hochoffiziell dafür, dass ich damit seine Arbeit unterstützt habe. Leider war ich unter Zeitdruck und wollte wenigstens noch was schreiben, was ihm dienlich sein kann.

Zitat:
übrigens ist es unsinnig irgendwelche energien zu berechnen, von denen man weiß, dass sie niedriger sind. ...


ich weiss nicht was du mir damit sagen willst.
Wenn man den Graph von delta lambda betrachtet sieht man, dass die maximale Energieübertragung bei 180° ist.
Wenn du lust hast kannst du natürlich vorher noch den Extrempunkt ausrechnen. Wie ausführlich das sein soll liegt wohl im ermessen des Lehrers. aber ich denke darauf käme er auch selber.

 
Antwort von GAST | 15.04.2010 - 00:11
Ihr braucht euch nicht streiten. ;)

Ich glaube, dass ich es verstanden habe. Vielen Dank euch beiden, habt mir wirklich weitergeholfen! :)

Morgen werd ich sehen, was rauskommt...^^

Gruß

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