Medizinische Bildverarbeitung - Inforakel

Anhang B
Physikalische Grundlagen
Zuletzt zeigt dieses Kapitel einige physikalische Details und Grundlagen, der im Vorfeld beschriebenen, medizinischen
Verfahren, die für ein fundiertes Verständnis der Materie wichtig sind. Weiterführende und detailiertere Informationen
hinsichtlich der Bildgebung und der Technik sind im zweiten Kapitel von [18] zu finden. Eine umfassende physikalische
Betrachtung liefert hingegen Teil A aus [27].
B.1 Bohrsches Atommodell
Das 1913 von Niels Bohr entwickelte Atommodell dient der Beschreibung von physikalischen Vorgängen auf atomarer
Ebene. Es gibt mittlerweile genauere und angepasste Modelle, wie das Orbitalmodell, doch für eine grundlegende
Betrachtung genügt das im Folgenden dargestellte Konzept. Eine historische Betrachtung über die Entdeckungen und
Entwicklungen des Atommodells, angefangen bei Dalton bis hin zu Schrödinger, liefert [2].
B.1.1 Aufbau und Struktur eines Atoms
Das Bohrsche Atommodell beinhaltet einen aus Protonen und Neutronen zusammengesetzten Atomkern und einer aus
7 Elektronenschalen bestehenden Atomhülle. Dabei besitzen Protonen positive, und Elektronen negative Ladung. Neutronen
sind Ladungsneutral. Jede Schale n entspricht einem bestimmten Energieniveau und kann bis zu 2n 2 Elektronen
aufnehmen.
Abbildung B.1 veranschaulicht das Bohrsche Atommodell am Beispiel des Wolfram-Atoms. Wie zu sehen, steigen die
in Elektronenvolt (eV) angegebenen Energieniveaus der Schalen, in Kernnähe deutlich an.
Abbildung B.1: Bohrsches Atommodell am Beispiel eines Wolfram-Atoms (aus [18])