In einer speziellen Glühkathode – der Röntgenröhre – wird Röntgenstrahlung erzeugt.
Hierbei sorgen bei ausreichender Beschleunigungsspannung zwei Effekte für Strahlung im Wellenlängenbereich unter 10 nm – der Röntgenstrahlung.
Beim Abbremsen der Elektronen an der Anode kommt es zur Bremsstrahlung. Hierbei wird maximal die gesamte kinetische Energie eines Elektrons in Lichtenergie umgewandelt. Es entsteht insgesamt ein kontinuierliches Röntgen-Bremsspektrum, da unterschiedlich viel Energie in Wärme umgewandelt werden kann und so bei hoher Anzahl an Elektronen alle Frequenzen ≤ der Grenzfrequenz auftreten bzw. da die Energie in mehreren Stufen – mehreren Photonen abgegeben wird. Über die maximale Energie ergibt sich die Grenzfrequenz.
Die Bremsstrahlung macht den Großteil des Gesamtstrahlung aus.
Wird ein Elektron aus der Anode aus einer inneren Schale durch ein beschleunigtes Elektron herausgeschlagen (mindestens in die erste nicht voll besetzte Schale), so rückt ein anderes nach (es relaxiert), wobei ein Photon mit einer vom Sprung abhängigen Energie frei wird (→ neue Lücken → Kaskade). Durch die diskreten Energieniveaus der Schalen entstehen so diskrete Linien im Spektrum. Die Energie des Photons entspricht der Energiedifferenz der Schalen. Insgesamt ergeben sich so mehrere Serien nach den Buchstaben der Schalen (k, l, m, n, o, etc.), wobei zum Beispiel bei der K-Serie ein Elektron aus der K-Schale geschlagen wurde und eins in diese rückt. Diese Serien sind weiter in
Für die Berechnung der Serien können die Zusammenhänge für die Energieniveaus im Atom beziehungsweise das Gesetz von Moseley genutzt werden. Für die Kα-Linie ergibt sich:
Z ist hierbei die Kernladungszahl, von welcher die Wellenlängen abhängig ist (und nicht von der Masse). Z wird hierbei aufgrund der abschirmenden Wirkung des in der K-Schale verbleibenden Elektrons um 1 vermindert.
Sie befinden sich auf der AMP-Version dieses Artikels. Für spannende Empfehlungen und weitere Inhalte geht es hier zur Ursprungsseite (auch bei Anzeigefehlern empfehlenswert). Schauen Sie sich doch beispielsweise einmal den Zeitrahl zur Religionsktritik an.