Wie entstehen eigentlich Röntgenstrahlen? Das erfährst du im Video und hier im Beitrag!
Röntgenstrahlung entsteht, wenn Elektronen mit hoher kinetischer Energie stark abgebremst werden oder ihre Richtung ändern.
Einfach gesagt heißt das: Um Röntgenstrahlen zu erzeugen, brauchst du Elektronen, die sich sehr schnell bewegen. Sie müssen dann auf ein Metall treffen, durch das sie stark abgebremst werden.
Durch die Abbremsung wird elektromagnetische Strahlung abgegeben — die Röntgenstrahlung. Nach demselben Prinzip funktioniert die sogenannte Röntgenröhre, in der du Röntgenstrahlen erzeugen kannst.
Die Röntgenröhre ist aus einem Glaskolben, einer negativ geladenen Kathode und einer positiv geladenen Anode aufgebaut. An der Kathode werden die Elektronen erzeugt. Im Glaskolben werden sie beschleunigt und treffen auf der metallischen Anode auf. Du kannst den Aufbau der Röntgenröhre deshalb in drei Bereiche unterteilen.
Alleine das starke Abbremsen der Elektronen beim Auftreffen auf das Metall erzeugt schon Röntgenstrahlung in Form von Bremsstrahlung. Das sind viele verschiedene Röntgenstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen.
Außerdem kann beim Abbremsen auf dem Metall die charakteristische Röntgenstrahlung erzeugt werden. Das passiert, wenn die ankommenden Elektronen sehr viel Energie haben. Dann schlagen sie Elektronen aus den Atomen der Anode heraus. Umliegende Elektronen füllen die so entstandenen Lücken wieder auf, wodurch wiederum Röntgenstrahlung entsteht.
Du bezeichnest sie aber als charakteristische Röntgenstrahlen, weil sie vom Material der Anode abhängig sind — jedes Material erzeugt eine für sich charakteristische Röntgenstrahlung.
Röntgenstrahlung wird in unterschiedlichen Bereichen angewendet. Dabei ist wichtig, wie stark die Beschleunigungsspannung ist. Zwar entstehen schon ab etwa 100 V Röntgenstrahlen, jedoch beträgt die Beschleunigungsspannung im medizinischen Bereich zwischen 1 kV und 150 kV:
Im technischen Bereich ist die Beschleunigungsspannung sogar noch höher. Um zum Beispiel Schweißnähte zu prüfen, also sozusagen Metall zu röntgen, werden bis zu 250kV verwendet!
Bei Röntgenstrahlen handelt es sich also um elektromagnetische Strahlen. Ihre Energie liegt zwischen 100 eV (Elektronen Volt) und 250 keV (Kilo Elektronen Volt). Die Wellenlänge von Röntgenstrahlung bewegt sich zwischen 10 nm (Nanometer) und 0,1 nm. Damit liegen sie auf dem elektromagnetischen Spektrum oberhalb des ultravioletten Lichts.
Du möchtest wissen, was genau das elektromagnetische Spektrum ist und wie Röntgenstrahlung mit ultraviolettem Licht zusammenhängt? Dann schau dir hier unser Video dazu an!
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