©Ulm University 2012, Othmar Marti
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6 Versuche
mit Röntgenstrahlen
6.1 Lernziel
Der Versuch soll einen Einblick vermitteln in die Eigenschaften von Röntgenstrahlen
und die daraus resultierenden Anwendungsmöglichkeiten. Insbesondere geht es darum,
die Methoden und Probleme der Kristallstruktur-Analyse mit Röntgenstrahlen zu
verstehen.
6.2 Lerninhalte
6.2.1 Erster Tag
- Wirkung von Röntgenstrahlen und Gefahren für den Körper
- Wesentliche Vorschriften der Strahlenschutzverordnung
- Erzeugung und Manipulation von Röntgenstrahlen : Bündelung,
Monochromatisierung
- Spektrum einer Röntgenröhre : charakteristische Strahlung, Bremsstrahlung
- Nachweis von Röntgenstrahlen: Film, Zählrohr, Szitillationszähler
- Theorie der Absorption: Lambert - Beer, Moseley; Z4-Gesetz
6.2.2 Zweiter Tag
- Aufbau von Festkörpern, insbesondere von Kristallen: Kristallsysteme,
Bravais-Gitter, Kristallklassen, Raumgruppen, Millersche Indizes.
- Struktur von Natriumchlorid und Kupfer
- Beugung an Kristallen : reziprokes Gitter, Laue Gleichungen, Bragg
Gleichung, Ewald Kugel, Indizierung von Reflexen.
- Intensität von Röntgenreflexen: Atomformfaktor, Strukturfaktor, weitere
Einflußgrößen
- Wesentliche Verfahren der Röntgenstrukturanalyse:
Debye- Scherrer, Drehkristallverfahren, Laueverfahren und die zugehörigen
Ewald Konstruktionen.
6.3 Aufgaben
6.3.1 Erster Tag
- Messung der Untergrundzählrate bei abgeschalteter Röntgenröhre mit und
ohne Abdeckung.
- Abhängigkeit der Zählrate von Stromstärke bzw. Spannung.
- Eichung der Anordnung aus Vielkanalanalysator, x - y- Schreiber mit Hilfe
eines Impuls-Generators bezüglich der Linearität und des Nullpunkts.
- Energieeichung der x-Achse des Schreibers auf die Energie der γ-Quanten
mit Hilfe von bekannten Linien.
- Aufnahme des Spektrums der Röntgenröhre abhängig von Stromstärke und
Spannung.
- Aufnahme der Transmissions-Spektren von verschiedenen Filtern.
6.3.2 Zweiter Tag
- Laue-Aufnahme eines NaCl Einkristalls
- Drehkristallaufnahme eines NaCl Einkristalls
- Debye-Scherrer Aufnahme eines NaCl - Pulvers
- Aufnahme der Reflexe eines Kupferdrahtes.
6.4 Literatur
-
H. Kirschner
- Einführung in die Röntgenfeinstrukturanalyse
-
Hellwege
- Festkörperphysik
-
Ernst Bauer
- Elektronenbeugung
-
E.W. Schpolsky
- Atomphysik
-
Ch. Kittel
- Einführung in die Festkörperphysik
-
R. Glocker
- Materialprüfung mit Röntgenstrahlen
-
Guinier
- X-Ray Diffraction
-
Max von Laue
- Röntgenstrahlinterferenzen
-
Martin J. Buerger
- Kristallographie
-
B.E. Warren
- X-Ray Diffraction
-
K.H. Jost
- Röntgenbeugung an Kristallen
-
- International Tables for X-Ray Crystallography
-
B.K Vainshtein
- Modern Crystallography I
-
Raaz
- Röntgenkristallographie
-
Champeney
- Fourier Transforms and their Physical Applications
-
Weißmantel, Hamann
- Grundlagen der Festkörperphysik
6.5 Hinweise
Zum Versuch:
Vor Beginn des Versuchs müssen Sie an einer Strahlenschutzbelehrung
teilnehmen. Diese Belehrung erfolgt vom zuständigen Strahlenschutzbeauftragten.
Näheres erfahren Sie vom Versuchsbetreuer.
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