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charakteristische Röntgenstrahlung

 
     
  scharfe Emissionslinien im Spektralbereich der Röntgenstrahlung, die beim Übergang eines gebundenen Elektrons eines Atoms in einen energetisch niedrigeren Zustand entsteht; die Differenzenergie ΔE kann nach der Beziehung ΔE = hν (h: Plancksches Wirkungsquantum) in elektromagnetische Strahlung der Frequenz ν, d.h. in ein Photon der Energie hν, umgewandelt werden. Allerdings erfolgt nicht jeder Übergang strahlend, d.h. die frei werdende Energie wird zum grössten Teil strahlungslos vernichtet. Da im thermischen Gleichgewicht die Elektronenzustände niedriger Energie besetzt sind (Pauli-Prinzip), erfolgt die Emission charakteristischer Röntgenlinien erst nach Anregung von Elektronen aus den inneren Elektronenschalen eines Atoms, z.B. durch Beschuss der Atome des Anodenmaterials einer Röntgenröhre mit Elektronen genügend hoher Energie. Die Energie, Frequenz und Wellenlänge der Emissionslinien sind charakteristisch für ein bestimmtes Atom, da die Energie der Elektronenzustände vom Kernladungspotential und damit von der Kernladungszahl Z abhängen. Für die langwelligsten Emissionslinien (Kα) gilt das Moseleysche Gesetz:

charakteristische RöntgenstrahlungDie Nomenklatur der Emissionslinien erfolgt nach folgenden Regeln: Der vorangestellte Grossbuchstabe gibt die Schalenbezeichnung (Hauptquantenzahl), in den der Elektronenübergang erfolgt (Endzustand der Emission), an. Der tiefgestellte griechische Buchstabe α, β, γ gibt die Elektronenschale an, aus der der Elektronenübergang erfolgt, und zwar bezeichnet α die nächste, β die übernächste usw. über dem Endzustand liegende Schale. Wegen der Feinstrukturaufspaltung der Energiezustände der höheren Schalen werden die Emissionslinien der Übergänge zwischen zwei Elektronenschalen mit zusätzlichen tiefgestellten arabischen Ziffern in der Reihenfolge ihrer Intensität nummeriert. So bezeichnet Kβ1 oder Kβ2 mögliche Emissionslinien beim Übergang eines Elektrons aus der M- in die K-Schale. Röntgenröhre.
 
 

 

 

 
 
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