Date post: | 05-Apr-2015 |
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Strahlungsarten
Strahlung zur Beugung mit Auflösung atomarer Abstände und ihre Wechselwirkung mit Materie
Inhalt
• Elektromagnetische- und Teilchenstrahlung• Sender für elektromagnetische Strahlung und
ihre Frequenzbereiche• Physikalische Grundlage des weiten Spektrums
Das elektromagnetische Spektrum
• Juhu
1,24 eV 1,24 MeV1,24 μeV1,24 peV
14400 K14,4 K
Gitterschwingungen
In metallischen Leitern: Anregung von Leitungselektronen
InnereElektronen
m Wellenlänge
s
1
1
TFrequenz
s
m cLichtgeschwindigkeit
„Hertz“
m
2,5GHz Mikro-
wellenherd
50 Hz(Netz) Kosmische
Sekundär-Strahlung
50 kV Röntgen-strahlung
380 nmViolett
7,9 1014Hz780 nm
rot3,8 1014Hz
9 GHzCs Uhr
77,5 kHzDCF 77
Ladungen Feldstärken
Elektromagnetische Feldstärken
Elektrisches Feld
Magnetisches Feld
Statisch
Dynamisch
Coulomb-Gesetz
Faraday: Indukt. E-Feld
Strom
Elektrisches Feld
Maxwell: Indukt. B-Feld
Elektromagnetische Felder breiten sich bei Ihrer Entstehung mit Lichtgeschwindigkeit in den „Kosmos“ aus
Am
p.
Du
rchfl.
Ga
uß
s. G
esetz
Uc=UL
Kondensator und Spule in Reihe
1
0
-1
m
Handy etc.
Frequenzbereiche der Oszillatoren: Technische Schwingkreise
m
380 nmViolett
7,9 1014Hz780 nm
rot3,8 1014Hz
Technische Schwingkreise
Molekül-schwingungen
Valenz Elektronen
Innere Orbitale
Frequenzbereiche der Oszillatoren: Infrarotstrahlung
Kern-reaktionen
Molekülschwingungen, Beispiel CO2, erste Streckschwingung, symmetrisch
z
x
Schwingungen der Bausteine eines Festkörpers
Beispiel für eine Eigenschwingung in einem kristallinen Festkörper
m
380 nmViolett
7,9 1014Hz780 nm
rot3,8 1014Hz
Technische Schwingkreise
Molekül-schwingungen
Valenz Elektronen
Innere Orbitale
Frequenzbereiche der Oszillatoren: Sichtbares Licht
Kern-reaktionen
Strahlungsemission bei Änderung der Elektronenbahnen im Atom
Angeregter Zustand, Lebensdauer ca. 10-8 s
Anregung
Emission
m
380 nmViolett
7,9 1014Hz780 nm
rot3,8 1014Hz
Technische Schwingkreise
Molekül-schwingungen
Valenz Elektronen
Innere Orbitale
Frequenzbereiche der Oszillatoren: Röntgenstrahlung
Kern-reaktionen
m
380 nmViolett
7,9 1014Hz780 nm
rot3,8 1014Hz
Technische Schwingkreise
Molekül-schwingungen
Valenz Elektronen
Innere Orbitale
Frequenzbereiche: Gamma-Strahlung
Kern-reaktionen
Zusammenfassung
Quellen elektromagnetischer Strahlung:• Elektrische Schwingkreise, beschleunigte Ladungen
– Technischer Wechselstrom bis Mikrowelle
• Molekülschwingungen, Schwingungen von Atomen in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern– Infrarotstrahlung
Gemeinsame Grundlage: Maxwellsche Gleichungen (Induktion, Ausbreitung der Feldstärken)
• Elektromagnetische Strahlung bei elektronischen Übergängen– Äußere Schalen: IR-, sichtbares Licht, UV-Strahlung– Innere Schalen: Röntgenstrahlung
• Elektromagnetische Strahlung bei Kernreaktionen– Gamma Strahlung
finis
Elektrisches Feld
Magnetisches Feld
Feldstärken
Statisch
Dynamisch
Coulomb-Gesetz
Ladungen
Ga
uß
s. G
esetz
Faraday: Indukt. E-Feld
Am
p.
Du
rchfl.
Strom
Elektrisches Feld
Maxwell: Indukt. B-Feld