Atomphysik 5

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Charakteristische Linien im Röntgenspektrum

Das Programm berechnet und zeichnet Spektren, die durch Röntgenröhren mit verschiedenen Anodenmaterialien entstehen. Jedes Anodenmaterial weist dabei charakteristische Spektrallinien auf, die durch Quantenübergänge in den kernnahen Schalen entstehen. Folgende Anodenmaterialien können ausgewählt werden:
1. Eisen
2. Kupfer
3. Molybdän
4. Rhodium
5. Silber
6. Wolfram

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Röntgenstrahlung wird in der Medizin u.a. für diagnostische Zwecke eingesetzt. Je nach Anwendung wird dazu das kontinuierliche Röntgenspektrum so gefiltert, dass ein möglichst kontrastreiches Röntgenbild entsteht. Das PdF-Dokument erklärt die Funktionsweise und Wirkung solcher Metallfilter (Kantenfilter), mit denen Röntgenspektren optimal modelliert werden können.

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Röntgenstrahlen haben seit ihrer Entdeckung durch Conrad Röntgen im Jahre 1896 viele neue und sehr bedeutsame Möglichkeiten der Diagnostik in der Medizin eröffnet. Das Skript beschreibt, wie Röntgenstrahlung in Materie wechselwirkt und wie verschiedene Gewebe des menschlichen Körpers unterschiedliche Absorptionsverhalten zeigen. Um kontrastreiche Röntgenbilder zu erzeugen und gleichzeitig die Strahlenbelastung der Patienten klein zu halten, werden verschiedene Metallfilter vor der Röntgenröhre verwendet. Der Text stellt die Wirkung dieser Filter an konkreten Beispielen dar, wobei das obere Computerprogramm "roentgenspektren.exe" zum Einsatz kommt und didaktisch wertvolle Hilfen bietet.

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Moderne Gepäckscanner auf Flughäfen sind in der Lage, mit Hilfe von Röntgenstrahlen zwischen Materialien wie Glas, PVC, Metall und Sprengstoffen zu unterscheiden. Dabei werden die verschiedene Stoffe im Röntgenbild durch bestimmte Farben dargestellt. Das Skript beschreibt, wie das in einzelnen funktioniert. Zudem werden die physikalischen Vorgänge beim "Back-Scatter"-Verfahren erklärt. Hierbei spielt nämlich die Streuung der Röntgenphotonen aufgrund des Comptoneffekts eine entscheidende Rolle.

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