Versuchsbeschreibung - Halles Schülerlabor für Physik - Martin ...

2.2 Charakteristische Strahlung 3
Dabei ist U die Spannung zwischen Anode und Kathode
und e die Elementarladung. Die aureffenden Elektronen
werden im Kernfeld des Anodenmaterials abgebremst.
Bei dem Stoß auf die Anode wird neben der abgeührten
Wärmeenergie zusätzlich Energie ür die Erzeugung
eines Photons E Ph frei. Nach dem Stoß besitzen die Elektronen
die Geschwindigeit v 2 . Mit der Elektronenmasse
m e ergibt sich die folgende Energiebilanz
m e
E kin1 = E Ph + E kin2 (2.2)
2 · v2 1 = E Ph + m e
2 v2 2. (2.3)
Die Differenz zwischen der kinetischen Energie des Elektrons
vor und nach der Wechselwirkung wird in Röntgenstrahlung
der Frequenz f umgesetzt.
Energie eines Photons
E Ph = h · f = h · c
λ , (2.4)
wobei h das Psche Wirkungsquantum, c die Lichtgeschwindigkeit
und λ die Wellenlänge bedeuten.
Das Spektrum der Bremsstrahlung ist kontinuierlich
und mit kurzwelliger Kante (siehe Abbildung (5)). Diese
kommt dadurch zustande, dass die Elektronen beim
Aufprall höchstens ihre gesamte kinetische Energie in
Röntgenstrahlung umsetzen können (vollständige Abbremsung,
v 2 = 0). Dann wird die Energie der Röntgenstrahlung
maximal und ihre Wellenlänge minimal
E max Ph = h · f max = h ·
2.2 Charakteristische Strahlung
c
λ min
. (2.5)
Beim Aufprall der Elektronen auf die Anode können allerdings
auch Anodenatome ionisiert werden. Das heißt,
dass die eintreffenden Elektronen andere Elektronen
aus den Atomen der Anode heraus schlagen. Da die Energie
der eintreffenden Elektronen sehr hoch ist, können
Elektronen mit sehr hoher Energie aus den Atomen