Eine Röntgenröhre mit einer Wolframanode erzeugt Röntgenstrahlung. Diese wird mit Hilfe eines Einkristalls als Funktion des Bragg-Winkels „gefiltert“. Ein Geiger-Müller-Zählrohr registriert die Intensität der Strahlung. Der Kristall und das Zählrohr werden mit einem computergesteuerten Schrittmotor gedreht. Das Programm erstellt ein Diagramm, in dem die Zählrate in Abhängigkeit vom Glanzwinkel aufgetragen ist. Aus den Glanzwinkelwerten der charakteristischen Röntgenlinien lässt sich deren Wellenlänge und daraus die Energie berechnen.
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DURCHFÜHRUNG UND AUSWERTUNG MIT NEUEM RÖNTGENGERÄT
Aufbau: Der Goniometerblock mit eingesetztem Analysatorkristall soll sich in der rechten Endposition befinden. Das Geiger-Müller-Zählrohr mit seiner Halterung wird am hinteren Anschlag der Führungsstangen arretiert. Vor dem Zählrohr ist die Zählrohr-Blende zu montieren. Zur Kollimierung des Röntgenstrahls wird der Blendentubus mit 2 mm-Durchmesser in den Strahlausgang des Röhreneinschubs eingesetzt.
Zur Kalibrierung den richtigen Kristall in den Goniometer-Parametern eingegeben, dann „Menü“, „Goniometer“, „Autokalibrierung“ wählen.
Einstellungen am Röntgengerät und Goniometer:
- 2:1-Kopplungsmodus
- Integrationszeit 5-6 s (Gate-Timer); Winkelschrittweite 0,1°
- Winkelbereich: 4°-80° ( LiF-Einkristall)
- Anodenspannung U = 35 kV; Anodenstrom I = 1 mA
Durchführung:
- zuerst Röntgengerät einschalten
- dann „Measure“-Programm starten (auf ASUS, Inv.-Nr.308, Benutzer „Einstein“)
- Gerät vom Computer aus bedienen oder die Parameter direkt am Gerät ändern.
- Auf Experimentierraum klicken, um die Parameter für das Experiment zu verändern.
- Durch Drücken auf den roten Kreis das Experiment starten.
- Nach der Messung alle Messwerte an die Software measure übertragen.
Auswertung:
Dem kontinuierlichen Bremsspektrum sind scharf ausgeprägte Linien überlagert, deren Glanzwinkellagen bei Variation der Anodenspannung unverändert bleiben. Dieses deutet darauf hin, dass es sich hierbei um charakteristische Röntgenlinien handelt. Mithilfe der Zoom-Funktion können bis zu 27 Linien unterschieden werden.
Der Vergleich mit dem Termschema zeigt, dass im Winkelbereich von 10° < ϑ < 30° nur Linien erster Ordnung erhalten werden. Sie erreichen auch die höchste Intensität. Im Bereich von 30° < ϑ < 80° fallen die Linien mit n = 2 und n = 3. Die Aufspaltung der Linien 2 und 10 in α1 und α2 bzw. γ2 und γ3 ist nur im Bereich von n = 2 zu erkennen. Die Linie 11 kann eindeutig der Kα -Linie von Kupfer zugeordnet werden. Die kleine runde Wolfram Anode ist in einen zylindrischen Kupferstab eingelassen, der auch teilweise von den Elektronen getroffen wird.
DURCHFÜHRUNG UND AUSWERTUNG MIT ALTEM RÖNTGENGERÄT
Falls Strahlengang justiert:
- Röntgengerät einschalten
- "coupled" drücken. damit wird die Drehung des Kristalls mit der Drehung des Zählrohres (2?) gekoppelt.
- U: Spannung auf 35 keV stellen.
- J: Strom auf 1mA stellen.
- ?t: Meßzeit 1s wählen.
- ??: Winkelaulösung 0.1°
- ? limits: von 2,5° bis 30° Targetwinkel durchfahren.
- Lautsprecher einschalten.
- PC über RS232-Kabel an Röntgengerät anschließen.
- Programm "Röntgengerät" aufrufen; eventuell Schnittstelle Com1 oder Com2 wechseln.
- Menüpunkt "Bragg" aktivieren
- Mit der rechten Maustaste mittlere Linienbreite wählen.
Scan: Durch drücken den Scan starten. Lampe für Hochspannung blinkt.
Am Röntgengerät werden die Zählrate und der Braggwinkel angezeigt.
Die Skalierung auf dem PC geschieht automatisch.
Kristall-Interferenzen:
Bragg-Reflexe an einem Kochsalz-Kristall (NaCl), alternativ an einem Lithiumfluorid-Kristall (LiF):
sin(ab) = (n??)/(2?d)
Von der Mo-Anode ausgehenden Röntgenstrahlen treffen den Kristall und werden unter dem doppelten Winkel mit einem Zählrohr detektiert. Der Kristall und das Zählrohr werden mit einem computergesteuertem Schrittmotor gedreht, die Zählrate als Funktion des Drehwinkels dargestellt.
Daten für Mo-Anode und NaCl
Ka K?
Energie 17,44 keV 19,65 keV
Wellenlänge 0,71 nm 0,63 nm
Winkel n=1 7,24° 6,42°
Winkel n=2 14,6° 12,93°
Winkel n=3 22,21° 19,61°
Ionenradien: Na+ = 0.098 nm Cl- = 0,181 nm
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DURCHFÜHRUNG UND AUSWERTUNG MIT NEUEM RÖNTGENGERÄT
Aufbau: Der Goniometerblock mit eingesetztem Analysatorkristall soll sich in der rechten Endposition befinden. Das Geiger-Müller-Zählrohr mit seiner Halterung wird am hinteren Anschlag der Führungsstangen arretiert. Vor dem Zählrohr ist die Zählrohr-Blende zu montieren. Zur Kollimierung des Röntgenstrahls wird der Blendentubus mit 2 mm-Durchmesser in den Strahlausgang des Röhreneinschubs eingesetzt.
Zur Kalibrierung den richtigen Kristall in den Goniometer-Parametern eingegeben, dann „Menü“, „Goniometer“, „Autokalibrierung“ wählen.
Einstellungen am Röntgengerät und Goniometer:
- 2:1-Kopplungsmodus
- Integrationszeit 5-6 s (Gate-Timer); Winkelschrittweite 0,1°
- Winkelbereich: 4°-80° ( LiF-Einkristall)
- Anodenspannung U = 35 kV; Anodenstrom I = 1 mA
Durchführung:
- zuerst Röntgengerät einschalten
- dann „Measure“-Programm starten (auf ASUS, Inv.-Nr.308, Benutzer „Einstein“)
- Gerät vom Computer aus bedienen oder die Parameter direkt am Gerät ändern.
- Auf Experimentierraum klicken, um die Parameter für das Experiment zu verändern.
- Durch Drücken auf den roten Kreis das Experiment starten.
- Nach der Messung alle Messwerte an die Software measure übertragen.
Auswertung:
Dem kontinuierlichen Bremsspektrum sind scharf ausgeprägte Linien überlagert, deren Glanzwinkellagen bei Variation der Anodenspannung unverändert bleiben. Dieses deutet darauf hin, dass es sich hierbei um charakteristische Röntgenlinien handelt. Mithilfe der Zoom-Funktion können bis zu 27 Linien unterschieden werden.
Der Vergleich mit dem Termschema zeigt, dass im Winkelbereich von 10° < ϑ < 30° nur Linien erster Ordnung erhalten werden. Sie erreichen auch die höchste Intensität. Im Bereich von 30° < ϑ < 80° fallen die Linien mit n = 2 und n = 3. Die Aufspaltung der Linien 2 und 10 in α1 und α2 bzw. γ2 und γ3 ist nur im Bereich von n = 2 zu erkennen. Die Linie 11 kann eindeutig der Kα -Linie von Kupfer zugeordnet werden. Die kleine runde Wolfram Anode ist in einen zylindrischen Kupferstab eingelassen, der auch teilweise von den Elektronen getroffen wird.
DURCHFÜHRUNG UND AUSWERTUNG MIT ALTEM RÖNTGENGERÄT
Falls Strahlengang justiert:
- Röntgengerät einschalten
- "coupled" drücken. damit wird die Drehung des Kristalls mit der Drehung des Zählrohres (2?) gekoppelt.
- U: Spannung auf 35 keV stellen.
- J: Strom auf 1mA stellen.
- ?t: Meßzeit 1s wählen.
- ??: Winkelaulösung 0.1°
- ? limits: von 2,5° bis 30° Targetwinkel durchfahren.
- Lautsprecher einschalten.
- PC über RS232-Kabel an Röntgengerät anschließen.
- Programm "Röntgengerät" aufrufen; eventuell Schnittstelle Com1 oder Com2 wechseln.
- Menüpunkt "Bragg" aktivieren
- Mit der rechten Maustaste mittlere Linienbreite wählen.
Scan: Durch drücken den Scan starten. Lampe für Hochspannung blinkt.
Am Röntgengerät werden die Zählrate und der Braggwinkel angezeigt.
Die Skalierung auf dem PC geschieht automatisch.
Kristall-Interferenzen:
Bragg-Reflexe an einem Kochsalz-Kristall (NaCl), alternativ an einem Lithiumfluorid-Kristall (LiF):
sin(ab) = (n??)/(2?d)
Von der Mo-Anode ausgehenden Röntgenstrahlen treffen den Kristall und werden unter dem doppelten Winkel mit einem Zählrohr detektiert. Der Kristall und das Zählrohr werden mit einem computergesteuertem Schrittmotor gedreht, die Zählrate als Funktion des Drehwinkels dargestellt.
Daten für Mo-Anode und NaCl
Ka K?
Energie 17,44 keV 19,65 keV
Wellenlänge 0,71 nm 0,63 nm
Winkel n=1 7,24° 6,42°
Winkel n=2 14,6° 12,93°
Winkel n=3 22,21° 19,61°
Ionenradien: Na+ = 0.098 nm Cl- = 0,181 nm