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3.1 Absorption von Röntgenstrahlung 3.1.2 Absorption durch Streuung
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- 1Streuung- gewichtete Streuung isotrop verteilt, durchgehender Anteil schwächer
- keine Verringerung → räumliche Umverteilung
- hinreichend freies geladenes Teilchen oszilliert im Takt des Lichtfeldes
- Hertzscher Dipol → Abstrahlung Licht gleicher Frequenz
- Ebene normal zur Schwingungsrichtung, nicht entlang der Dipolachse
- Unterscheidung elastischer (inelastischer Streuung) - 2Thomson-Streuung:Totaler Streuquerschnitt σ_T=8π/3 r_(e,0)^2=0.6654 barn
unabhängig von Photonenenergie (Streuquerschnitt)
Wahrscheinlichkeit P_T=n_e Lσ_T - 3Compton-Streuung- sinken Energie, Frequenz Photon
- differentieller Wirkungsquerschnitt: Klein-Nishina
- Einlaufendes Photon absorbiert und übergibt Impuls an Elektron
- Bewegtes , oszillierendes Elektron emittiert Photon (Rückstoß) - 4ComptonwellenlängeΔλ=2λ_(c,e ) sin^2 (δ/2)
λ_(c,e )=h/m_(e,c) =2,426 pm
Λ_(c,e)=λ_(c,e)/2π=0.386 pm
r_e/Λ_(c,e) =α=1/137
Energie ändert sich nach vorne nicht (δ=0), maximal bei Rückstreuung (δ=180) - 5Wellenlänge des gestreuten Photons größer als die des einfallenden- Photon an Elektron gestreut, was Impulsänderung allein aufnehmen muss
- (quasi-)freie Elektronen → Ionisation neutraler Atome (Energieverlust)
- Streuung an gebundenen Elektronen, die nicht ionisiert sind (Thomson-Streuung)
o Übernahme Impuls von großem Materie Stück (ohne Energieübertrag → Kristallbeugung)
- Streuung an freien Elektronen immer Energieübertrag → VIS,IR: λL>>λc,e (weich,Thomsonstreuung) - 6Wirkungsquerschnitt Compton- σc ∞ Z/Eγ
- kleine Z zwischen 50 keV-15 MeV dominant
- große Z zwischen 0.5-5 MeV - 7medizinische Diagnostik- Verlust in Projektionsaufnahmen
- Strahlenschutzrelevant
- neblige Aufnahmen - 8Korrelierte Thomson-Streuung: Streuung an gebundenen Elektronen- Impulsübertrag von ganzem Atom,Molekül, Festkörper aufgenommen
- kein Energieübertrag
- gestreute Strahlung hat gleiche Wellenlänge wie die einfallende - 9Rayleigh-Streuung- Atome statistisch verteilt
- 10räumliche Korrelation- kohärente Verstärkung,Abschwächung
- Interferenzerscheinungen einzelnes Photon
- tatsächliche Abstrahlung:
o Interferenz: alle denkbaren Möglichkeiten mit denen Photon gestreut werden kann
o konstruktiv nur in Richtung des Reflexionsgesetz
o kein insgesamt kohärentes Licht nötig - 11Mie-Strahlung- große Teilchen (d≥λ): jedes gebundene Elektron streut Licht, alle Streumöglichkeiten können interferieren
- Teilchengrößen um λ: ausgeprägte Maxima in ganz bestimmte Richtungen - 12Kristallbeugung: - Strukturfaktoro Photon nur in eine Richtung laufen, in der alle möglichen Wege zu konstruktiver Interferenz
o Überlagerung Einzelbilder, Beugungsbild, Strukturfaktor - 13Kristallbeugung Formfaktoro Anordnung streuender Elektronen in Elementarzelle
o grobskaliges Muster, Modifizierung feines Muster „normaler“ Bragg-Reflexion
o Struktur nur sichtbar bei vielen gleichen und gleichorientierten Beugungszentren
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- Sep 26, 2017
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