28.09.2009 - bei heidingers.de

Physikprotokoll vom 28.09.2009
Paul-von-Denis Gymnasium
Anwesende: Leistungskurs Physik der MSS 13
Leitung der Stunde: Herr Heidinger
Protokollant: Annett Pape
Gliederung:
1. Wiederholung der letzten Stunde
2. Thema der Stunde: Der Geigerzähler
2.1 Der Röntgendetektor (Geiger-Müller-Zählrohr)
2.2 Die Bragg-Reflexion
1.Wiederholung der letzten Stunde
-
Wiederholung der Stunde vom 24.09.09
Thema: Röntgenlicht
2.Thema der Stunde: Der Geigerzähler
2.1 Der Röntgendetektor (Geiger-Müller-Zählrohr)
a) Aufbau
Füllgas (Argon)
Deckel
Glimmer
100mbar
bar
elektrisches
Feld
Spannungsimpuls
10MΩ
Isolator
Zähler
1MΩ
Spannungsleiter
400 V
(dadurch elektrisches Feld)
1
Bemerkung zum Aufbau:
- zwei Plattenkondensatoren aufgrund von Influenz
- Kondensator bricht durch Strom zusammen
- Unterdruck aufgrund der Halbevakuierung Feuchtigkeit würde stören und
ionisierte Teilchen brauchen länger, um sich anzuschließen
- Elektron wird mit 40000 V beschleunigt, stößt die anderen Elektronen an
Stoßionisierung/Stoßionisation, Kettenreaktion nimmt exponentiell zu
Ein zentraler Draht befindet sich in einem teilevakuierten Gehäuse mit Argon-Füllung.
Diese besitzt gegenüber dem (geerdeten) Gehäuse eine Spannung von 200V…600V
b) Funktionsweise
Tritt ein Röntgenquant (oder β-, α-Teilchen) durch das sehr dünne Glimmerfenster
wird ein (kleiner) Teil des Gases entlang des Weges ionisiert.
Diese Ionen werden beschleunigt im Feld zwischen Draht und Gehäuse und
erzeugen dabei weitere Ionen (Stoßionisation). Es kommt zu einer Kettenreaktion,
die einen Ladungsimpuls freisetzt. Dieser erzeugt einen Strom durch die
Wiederstände und damit einen Spannungsimpuls, der durch einen Kondensator auf
den Zähler übertragen wird.
Bemerkung: Röntgenquant ist ähnlich der γ-Strahlung
β
α – Teilchen
2.2 Die Bragg-Reflexion
a) Ziel: Röntgenspektrum aufnehmen
Ein NaCl-Kristallgitter besteht aus parallelen Schichten (Netzebenen), diese werden
als „Gitter“ für Röntgenlicht verwendet.
b) Das NaCl – Kristall
Salzkristall wird als natürliches Gitter
verwendet
2
Der mittlere Abstand der Gitteratome lässt sich aus der Zahl der Atome pro Mol
berechnen.
Die Dichte ist
Bei Würfelförmigem Gitter braucht ein Molekül den Platz
m
c) Die Bragg´sche Reflexion
Röntgenlicht wird an mehrere Schichten reflektiert.
Gangunterschied: Maximum
→ Die Bragg-Gleichung
gibt die Gleichung für den Reflexionswinkel
dem Netzebeneneabstand d an.
einer Welle an einem Raumgitter mit
heißt Glanzwinkel
Ziel: Spektrum des Röntgenlichts
Atomare Strukturen erkennen/untersuchen
3