Vorlesung Röntgendiffraktion_BSz_2016_160930

2016.09.30.

Prüfungsthema

Röngtendiffraktion

Röntgendiffraktion. Das Grundprinzip der Methode, Interferenz, Anwendungen der Röntgenstrahlung, die Laue-Gleichungen. Anwendungsgebiete der Methode.

den 30. September 2016 Dr. Szilvia Barkó

Interferenz von Wellen

In dem Buch: Seite 608-610.

Das HUYGENS'sche Prinzip • Jeder Punkt einer Wellenfront kann als Ausgangspunkt von Elementarwellen (Kreis- bzw. Kugelwellen) angesehen werden, die sich mit gleicher Geschwindigkeit und Frequenz wie die ursprüngliche Welle ausbreiten. • Die Einhüllende der Elementarwellen ergibt die neue Wellenfront.

Röntgenbeugung, auch Röntgendiffraktion (englisch X-ray diffraction, XRD) genannt, ist die Beugung von Röntgenstrahlung an geordneten Strukturen wie Kristallen oder Quasikristallen.

 Das Phänomen der Röntgenbeugung an Kristallen wurde im Jahre 1912 von Max von Laue postuliert  Auf Grundlage der Arbeiten von Max von Laue begannen William Henry Bragg und William Lawrence Bragg (Vater und Sohn) die Röntgenbeugung als Verfahren zur Strukturaufklärung von Kristallen einzusetzen

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Ursache für die Beugung ist die Reflexion von Röntgenstrahlung an den Gitterebenen des Kristalls, wobei die Strahlung nur in solche Richtungen reflektiert wird, in denen die Bragg-Gleichung erfüllt wird:

Grundlage der Wechselwirkung Röntgenphotonen + Elektronen der Atomen Compton → inelastische Streuung Thomson → elastische Streuung

𝑛 ∗ λ = 2 ∗ 𝑑 ∗ 𝑠𝑖𝑛Θ Dabei ist λ: die Wellenlänge des monochromatischen Röntgenstrahls mit dem man die Probe bestrahlt, d: der Abstand der Netzebenen, Θ: der Winkel zur Netzebene, unter dem die Strahlung auftrifft und n: der Grad des untersuchten Maximums von der Mitte aus, gezählt in Form einer natürlichen Zahl.

Röntgendiffraktion

Laue-Gleichungen

Was für ein Gitter passt zur Röntgenstrahlung? l ~< d

𝑎 𝑐𝑜𝑠𝛼 − 𝑐𝑜𝑠𝛼0 = ℎλ

lRtg 10-100 pm H

Es gibt drei Bedingungsgleichungen für das Zustandekommen von Interferenzmaxima der Sekundärstrahlen bei der Beugung von Röntgenstrahlen der Wellenlänge λ an einem Kristall: 𝑏 𝑐𝑜𝑠𝛽 − 𝑐𝑜𝑠𝛽0 = 𝑘λ

100 pm

𝑐 𝑐𝑜𝑠𝛾 − 𝑐𝑜𝑠𝛾0 = 𝑙λ

nλ = 2d sinΘ Atomgitter → Kristall → auch DNS o. Proteinkristall!

α und α0: die Winkel zwischen den Wellennormalen von einfallender und gebeugter Welle und dem Elementarvektor a (β und γ entsprechend), a, b, c die Beträge der Elementarvektoren des Raumgitters, h, k, l die Millerschen Indizes der reflektierenden Netzebene, λ die Wellenlänge.

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Die Elemente des optischen Resonators sind: die Spule und der Kondensator. der Kondensator und der Widerstand. zwei Linsen. ✓ zwei Spiegel. Der Abstand der Resonatorspiegel im Fall des He-Ne Laser mit 632 nm Wellenlänge ist: 31,6 nm. 63,2 nm. 632 nm. ✓ 31,6 cm.

Anhand des Spektrums der Röntgenstrahlung kann das Kathodenmaterial des Röntgenrohrs identifiziert werden. ✓ das Anodenmaterial des Röntgenrohrs identifiziert werden. die Füllgasart des Röntgenrohrs identifiziert werden.

In welchem Teil des Atoms entsteht die charakteristische Röntgenstrahlung? Im Atomkern. ✓ In den inneren Elektronenschalen. In der äußeren Elektronenschale. In der äußeren Elektronenschale und in dem Atomkern gleichweise.

Was bedeutet das Wort "LASER"? Lichtabsorption durch induzierte Strahlungsemission. Strahlungsverstärkung durch induzierte Extinktion. ✓ Lichtverstärkung durch induzierte Strahlungsemission. Lichtabsorption durch spontane Emission.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

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