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Physik » Atom-, Kern-, Quantenphysik » Charakteristisches Röntgenspektrum von Nichtmetallen / Nichtleitern oder leichten Elementen
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Kein bestimmter Bereich Charakteristisches Röntgenspektrum von Nichtmetallen / Nichtleitern oder leichten Elementen
Wario
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  Themenstart: 2021-04-02

Charakteristische Peaks (für Wellenlänge, Frequenz bzw. Energie) werden gemessen, wenn ein Elektronenstrahl auf ein Anodenmaterial trifft. Was jedoch, wenn die Anode ein Nichtmetall oder Nichtleiter oder leichtes Element ist? Z.B. Stickstoff oder Natrium. Gibt es dann auch ein charakteristisches Spektrum? Wie könnte ein entsprechender Versuch aussehen? \quoteon(Leifi-Physik) Die charakteristische Röntgenstrahlung tritt nur beim Beschuss von Atomen mit höherer Ordnungszahl auf. Diese Atome haben in ihrer Hülle zahlreiche Elektronen (z.B. Kupfer 29 Elektronen; Molybdän 42 Elektronen), welche durch die jeweils entsprechende Zahl von Protonen des Kerns gebunden werden. \quoteoff


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jacha2
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  Beitrag No.1, eingetragen 2021-04-02

Salut, mir stellt sich die Frage, ...\quoteon(2021-04-02 13:20 - Wario im Themenstart)...Charakteristische Peaks (für Wellenlänge, Frequenz bzw. Energie) werden gemessen, wenn ein Elektronenstrahl auf ein Anodenmaterial trifft. Was jedoch, wenn die Anode ein Nichtmetall oder Nichtleiter oder leichtes Element ist? Z.B. Stickstoff oder Natrium. Gibt es dann auch ein charakteristisches Spektrum?... \quoteoff ...wie man eine Anode, also ein notwendigerweise elektrisch leitfähiges Bauteil, aus einem leichten Nichtmetall so formen können sollte, daß man sie in eine Röntgenröhre einbringen, diese evakuieren, zuschmelzen und anschließend so betreiben könnte, daß sie dem Elektronenbeschuß standhält, ohne daß die Anodenbeschichtung aus "leichten Elementen" anschließend im ganzen Röhreninnern verteilt ist. Selbst Leichtmetalle wie Natrium würden einfach zersputtern, wenn man einer Kathode unter solchen Bedingungen überhaupt ein paar Elektronen entlocken könnte, die sich in Richtung der "Anode" aufmachen. Die einzige Möglichkeit wäre, eine richtige Anode mit kleinen Näpfen zu versehen, in die die fraglichen Elemente eingebracht und diese anschließend verschlossen würden (mit Glimmerplättchen oder so) und dann versucht werden würde, aus dem gemischten Röntgenspektrum etwas zu ermitteln, was nicht schon aus anderweitiger Spektroskpie bekannt wäre, wie z.B. die L- und K-Schalen - Energieniveaux. Adieu


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Wario
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  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2021-04-03

Wegen der technischen Umsetzung, habe ich mir gedacht, dass die Kathode primär aus Kupfer ist und das Untersuchungsmaterial an der Targetstelle aufgedampft wird (?). Für Gastargets könnte sich die Möglichkeit ergeben, die Röntgenröhre selbst mit dem Gas zu füllen (?). Ob das so klappt ist mir nicht klar. Der Punkt mit den Nichtmetallen oder Elemeneten geringer Ordnungszahl wird bei den üblichen Beschreibungen (wikipedia, google etc.) des sogen. Moseley-Versuchs (Röntgen-Moseley-Versuch) üblicherweise ausgespart. Die charakteristische Röntgenstrahlung ist (heute) bei Materialuntersuchungen wichtig. Das wissenschaftliche Resultat war eigentlich ein anderes: Moseley konnte (1913) durch Messung der charakteristischen Wellenlänge bzw. Frequenz der sogen. Ordnungszahl $Z$ (die bis dahin eine reine Nummerierungszahl war) eine physikalische Bedeutung zuordnen, als Kernladungszahl: "Moseleysches Gesetz". Das war ein bahnbrechendes Resultat, da Elemente bis dahin primär nach der Atommasse geordnet wurden, was zu gewissen Schönheitsfehlern führt. Aber an sich konnte er den Versuch dann nur mit einigen Metallen durchführen. Das führt zur Ausgangsfrage zurück, wie man das Ergebnis Moseleys für Nichtmetalle ermittelt. https://matheplanet.de/matheplanet/nuke/html/uploads/b/52997_6_99999999999999.jpg


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Wario
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  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2021-04-03

Es ist vermutlich wenig sinnvoll das charakteristische Röntgenspektrum für Nichtmetalle in Form eines Moseley-Röntgen-Versuches aufzunehmen. Es dürfte aber klar sein, wie man (heute) das charakteristische Röntgenspektrum für beliebige Proben ermittelt: · entweder man verwendet einen Betastrahler, was auch nicht so günstig ist, · oder man untersucht die Probe in einem Teilchenbeschleuniger. Das ist bei Feststoff kein größeres Problem. Für Gase verwendet man eine Zielkammer (typisch: ein Zylinder aus Kupfer), wobei das große technische Problem das Eintrittsfenster ist. In der Summe kann man für beliebige Elemente ein charakteristisches Röntgenspektrum aufnehmen, weshalb die Zitat-Aussage in #0 m.E. auch falsch ist. Die andere Frage ist, wie Moseley die Ordnungszahl als Kernladungszahl identifizieren konnte, wenn er nur metallische Proben messen konnte.


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Dixon
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  Beitrag No.4, eingetragen 2021-04-07

Hallo Wario, sieh Dir doch mal den Wikipedia-Artikel zum Thema X-Ray_Fluorescence an (die deutsche Seite zur Röntgenfluoreszenz ist leider sehr kurz). Grüße Dixon


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Wario hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.

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