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Weblinks Datenbank (X-Ray Transition Energies Database) für die Energien der charakteristischen Röntgenstrahlung (theoretisch und experimentell) verschiedener Stoffe (engl. ) LP: Charakteristische Strahlung, Georg-August-Universität Göttingen. Hinweise insbesondere auch zur Notation. Siehe auch Absorptionskante
Meist ist sie größer als die vorherige Bindungsenergie des Elektrons und das Atom wird ionisiert. Die entstandene Lücke wird durch ein Elektron einer äußeren Schale geschlossen. Da die Elektronen auf den äußeren Schalen höhere Energien aufweisen, müssen sie die Differenz der Energie bei ihrem Wechsel auf eine weiter innen gelegene Schale abgeben. Dies geschieht wegen der typischerweise in der Größenordnung 1–100 keV liegenden Energiedifferenz der Elektronenhülle in den beiden Zuständen (fehlendes Elektron in innerer Schale und in äußerer Schale) in Form von Röntgenstrahlung. Die Strahlung besitzt also die Energiedifferenz zwischen höherer (z. B. L-) und niedrigerer (z. Wellenlängen von Elementen - Meixner Robert und Irene. K-)Schale. Da diese Energiedifferenz elementspezifisch ist, nennt man die Röntgenstrahlung "charakteristische Röntgenstrahlung". Die Wellenlänge und damit die Energie der emittierten Strahlung kann mit dem moseleyschen Gesetz berechnet werden. Entstehung der charakteristischen Röntgenstrahlung Bezeichnung der Spektrallinien Zur Bezeichnung der Röntgenlinien gibt man zunächst die innere Schale an, in die das Elektron bei der Emission übergegangen ist, z. K, L, M, usw.
Für den Übergang eines Elektrons von der zweiten Schale (L-Schale) in die erste Schale (K-Schale), den sogenannten -Übergang, gilt, und die entsprechende Wellenzahl ist dann das moseleysche Gesetz für die -Linie: Startschale Zielschale Übergang Abschirmkonstante... -Schale... -Schale 2 L 1 K 1, 0 3 M 7, 4 1, 8 Einzelnachweise [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] ↑ Henry Moseley: The High-Frequency Spectra of the Elements. Part II. In: Phil. Mag. (= 6). Gesetz von MOSELEY | LEIFIphysik. Band 27. Taylor & Francis, London 1914, S. 703–713 (englisch, [abgerufen am 10. Februar 2020]).
Der Übergang eines Elektrons aus der \(\rm{L}\)-Schale (\(n = 2\)) auf den nun freien Platz auf der \(\rm{K}\)-Schale (\(n = 1\)) findet in einem Feld statt, bei dem die positive Kernladung \(Z\cdot e\) durch die negative Ladung \(-e\) des verbleibenden \(\rm{K}\)-Elektrons teilweise abgeschirmt wird. Die effektive Kernladungszahl ist dann \(Z - 1\). Kaskadenartige Reihe an Übergängen Abb. 1 Mögliche kaskadenartige Abfolge von Übergängen aus höherliegenden Schalen Der \(\rm{K}_\alpha\)-Übergang ist von einer Reihe weiterer Übergänge begleitet, da der nun freie Platz auf der L-Schale "kaskadenartig" von energetisch höher liegenden Elektronen aufgefüllt wird. K alpha linien tabelle 3. Ein mögliche Abfolge von Übergängen ist in der Animation angedeutet. Bezeichnungen der RÖNTGEN-Emissionslinien Joachim Herz Stiftung Abb. 2 Verschiedene Energieübergänge mit jeweiliger Bezeichnung ihrer Emissionslinie Es hat sich eingebürgert die RÖNTGEN-Emissionslinien mit Buchstaben zu bezeichnen. Dabei ist jeweils bei einer Serie diejenige Linie mit dem Index \(\alpha\) die langwelligste.
Nachdem ein Elektron auf die K-Schale gefallen ist, ist wiederum z. die L-Schale unterbesetzt. Ein weiteres Elektron aus einer noch höheren Schale fällt herunter unter Aussendung eines weiteren Photons. Moseleysches Gesetz – Wikipedia. Dieses zweite Photon ist von niedriger Energie und trägt in diesem Beispiel zur L-Linie bei. Neben der Röntgenemission bildet – besonders bei leichten Atomen mit Ordnungszahlen – die Übertragung der Energie auf weiter außen gelegene Elektronen eine andere Möglichkeit für den Ausgleich der Energiedifferenz. Nebenstehend eine interaktive Animationen von zur Veranschaulichung der Bremsstrahlung: (Klick auf Bild) Teilchenmodell zur charakteristischen Strahlung starten Einige der beschleunigten Elektronen rasen aber ungebremst direkt in ein Elektron des Anodenmaterials. Sie reißen es komplett aus seinem Atom heraus oder heben es zumindest auf eine Bahn, die energetisch gesehen deutlich höher liegt. Dabei entsteht ein freier Platz auf dessen Ursprungsbahn - und der wird im Bruchteil einer Sekunde durch ein nachstürzendes Elektron besetzt.
Erzeugung in der Röntgenröhre Spektrallinien von Röntgenstrahlung einer Kupferanode. Die horizontale Achse zeigt den Ablenkwinkel nach Bragg-Reflexion an einem LiF-Kristall In einer Röntgenröhre treffen energiereiche Elektronen auf eine Anode, wo diese einerseits charakteristische Röntgenstrahlung erzeugen, andererseits aber auch Bremsstrahlung erzeugt wird. In der graphischen Auftragung des Spektrums erscheinen die Linien der charakteristischen Röntgenstrahlung als hohe Erhebungen, während der Untergrund von der Bremsstrahlung gebildet wird. Anwendung Die charakteristische Röntgenstrahlung wird mit Detektoren ausgewertet, die die Energie oder die Wellenlänge der Röntgenquanten bestimmen. K alpha linien tabelle for sale. Aus dem Spektrum kann qualitativ auf die Elementzusammensetzung der Probe geschlossen werden, durch eine ZAF-Korrektur ist außerdem auch eine quantitative Analyse möglich. Dieses Prinzip wird bei der Röntgenfluoreszenzanalyse bzw. energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX/EDS) und wellenlängendispersiven Röntgenspektroskopie (WDX/WDS) angewandt.
In einer Röntgenröhre entstehen stets zwei unterschiedliche Röntgenstrahlungsarten. Die vom Material der Anode abhängige charakteristische Röntgenstrahlung und die Röntgenbremsstrahlung. Zusammen bilden sie das Röntgenspektrum. Im heutigen Beitrag beschäftigen wir uns etwas näher mit der charakteristische Röntgenstrahlung. K alpha linien tabelle 1. Die charakteristische Röntgenstrahlung ist ein Linienspektrum von Röntgenstrahlung, welches bei Übergängen zwischen Energieniveaus der inneren Elektronenhülle entsteht und für das jeweilige Element kennzeichnend ist. Sie wurde durch Charles Glover Barkla entdeckt, der dafür 1917 den Nobelpreis für Physik erhielt. Entstehung Die ersten drei K-Linien und die zugehörigen Energieniveaus Die charakteristischen Linien des Röntgenspektrums (,, …) entstehen im Bild des bohrschen Atommodells wie folgt: Ein freies, energiereiches Elektron schlägt ein gebundenes Elektron aus einer inneren Schale seines Atoms heraus. Dabei muss auf das gestoßene Elektron mindestens die Energie übertragen werden, die zur Anregung auf eine noch unbesetzte Schale nötig ist.