Röntgen Theorie

Zur Entstehung von Röntgenstrahlen wird Wechselstrom und Gleichstrom benötigt.

Strom bedeutet Ladungstransport (Elektronen).

Überwiegt die Zahl der Elektronen auf der Hülle, so ist es negativ geladen und wird Anion genannt.

Atome desselben Elements können verschiedene Neutronenzahlen aufweisen; die verschiedene Varianten eines Elements nennt man Isotope.

Diese Elemtarteilchen  unterscheiden sich bezüglich Masse und ihrer elektrischen Ladung. Proton und Neutron haben ungefähr die gleichen Masse. Das Elektron ist etwa 1836-mal kleiner als die Masse eines Protons. Die Protonen, Neutronen und Elektronen sind auch verschieden geladen.

Die Protonen und Neutonen unterscheiden sich:

• Es besteht ein kleiner Gewichtsunterschied
• etwa gleich gross wie ein Proton

Das Gewicht von Protonen und Neutronen ergibt die Massenzahl.

Die elektrische Ladung des Kerns ist positiv.

Ein Neutron ist elektrischneutral. Das heisst ein Neutron ist neutral geladen.

Es ist elektropositiv. Das heisst es ist positiv geladen.

Ein Elektron ist negativ geladen.

Das sind die Baulteile eines Atoms.

Die 3 wichtigsten Elemtarteilchen sind:

• Elektronen
• Protonen
• Neutronen

Atome sind die kleinste Bauteile eines Elements, welche noch dessen Eigenschaften besitzen und chemisch nicht weiter zerlegt werden können, ohne eben diese Eigenschaften zu verlieren. Sie sind für unsere Augen nicht sichtbar. Die Atome sind aus Elementarteilchen aufgebaut.

Verändert man die Anzahl der Elektronen auf der Hülle eines Atoms, entsteht ein Ion. Je nachdem ob es weniger oder mehr Elektronen sind ist das Atom positiv/ negativ geladen.

weniger Elektronen: Atom positiv geladen, Protonen überwiegen die Elektronen in der Anzahl.

mehr Elektronen: Atom negativ geladen, Elektronen überwiegen die Protonen in der Anzahl.

Das Atom besteht aus einem Kern und einer Atomhülle. Der Atomkern besteht aus positiv geladenen Protonen und ungeladenen neutralen Neutronen. Die elektrische Ladung im Kern ist darum positiv. Das Gewicht von Protonen und Neutronen ergibt die Massenzahl (A). Zwischen einem Neutron und Proton besteht nur ein kleiner Gewichtsunterschied. Jedoch ist die Masse eines Protons grösser als die vom Elektron. Die Atomhülle besteht aus negativ geladenen Elektronen. Sie sausen um den Atomkern herum.

Die Kernladungszahl (Anzahl Protonen im Kern) wird auch Ordnungszahl genannt.

 Elemente sind chemischer Grundstoffe, welche sich nicht mehr in weitere stoffliche Bestandteile zerlegen lassen. 100 sind bekannt, 92 natürlichen Ursprungs. Man kann sie als verschiedene Atomsorten vorstellen.

Vorgänge, bei denen in einem Atom oder Molekül die Zahl der Elektronen verändert wird, nennt man Ionisation.

Wenn es dann mehr Protonen im Kern hat als Elektronen, so ist der Kern positiv geladen und wird Kation genannt.

Als Vakuum bezeichnet man Raumbereiche, die keinerlei Materie (z.B. Luft) enthalten.

Elektromagnetische Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit (300'000 km/s) aus.

Sie werden in ionisierende und nicht ionisierende Strahlung unterteilt.

Röntgenstrahlung ist kurzwellig, hat eine hohe Energie und eine hohe Frequenz.

Frequenz bedeutet die Anzahl Schwingungen (Wellenbewegung) pro Sekunde. Ihre Masseinheit ist Hertz (Hz).

gradlinig

Sie transportieren portionenweise als so gennnante Energiepakete. Diese Energiepakete nennt man Quanten oder Photonen. Im Zusammenhang mit Röntgenstrahlen wird oft von Photonenstrahlung gesprochen.

• Energie
• Sie treten in verschiedenen Formen wie z.B. Licht, Wärme, oder Röntgenstrahlen auf.

Für Röntgenstrahlen wird eine niedrige Wechselspannung und eine hohe Gleichspannung benötigt. Um hohe Spannung in eine niedrige Spannung zu transferieren benötigt man einen Transformator. Dies gilt auch umgekehrt.

                         hohe Spannung ⇔ niedrige Spannung

negativ geladene Elektrode (Minuspol) in einer elektrolytischen Zelle

Durch ein Gleichrichter.

Gleichstrom ist, wenn der elektrische Strom in einem Leiter stets in derselben Richtung fliesst.

• kommt aus der Steckdose
• der Strom ändert periodisch seine Richtung
• die Polarität wechselt periodisch → Die Elekronen fliessen im Leiter hin und her

Dies bedeutet Kilo-Elektronenvolt. Da einen Elektronenvolt eV eine relativ kleine Grösse darstellt, wird diese im Röntgen in  Kilo- Elektronenvolt angegeben.

1000 eV= 1 keV

1 Elekronenvolt ist die Energie, die ein Elektron gewinnt, wenn es zwischen zwei Platten beschleunigt wird, an die eine Spannung von 1 Volt angelegt ist.

1000 V = 1000 eV = 1 keV