Wechselwirkung.der.
Strahlung.mit.dem.Materie
den$10$Oktober$2019 Dr.$Emőke Bódis
TGfE JJ9
Prüfungsfrage
Wechselwirkung.der.Strahlung.mit.Material..Die-Eigenschaften-und-die-Arten-der- radioaktiven-Strahlungen:-Reichweite,-Absorption,-Streuung,-Energie,-Geschwindigkeit,- Ionisation,-LET.-Photoeffekt-(Szintillationszähler),-ComptonJStreuung,-Paarbildung,- Annihilation.
Wechselwirkungen
1.#Reflexion#und#
Brechung
2.#Absorp8on#und#
Transmission 3.#Streuung
Wechselwirkung Energieübertragung
+ +"/"$
+
$ +"/"$
+
Reflexion
• Stoff 1,und,Stoff 2:,lichtdurchlässige Materialien• ein Teil des,Lichts wird reflektiert
• Einfallswinkel und,der,
Reflexionswinkel immer gleich groß sind!,
• wie viel reflektiert hängt vom Winkel der,Lichtstrahlen und,der,
Beschaffenheit der,Grenzfläche ab
Ein Beispiel:,,man,kann auf Wasser sehen,, dort spiegeln sich
Brechung
• Stoff 1.und.Stoff 2:.lichtdurchlässige Materialien• ein Teil des.Lichts wird gebrochen
Der.Brechungswinkel hängt von.
den.Lichtgeschwindigkeiten in.den.
beiden Stoffen ab.
https://www.studimup-physik.de/themen/optik/reflexion-und-brechung-von-licht/
Absorption Lambert(Beersches Gesetz/der/Absorption
• I0:#Intensität des#einfallenden (eingestrahlten)#
Lichtes
• I:#Intensität des#transmi7erten Lichtes
• ελ:#natürlicher molarer Ex>nk>onskoeffizient bei#
der#Wellwnlänge λ.#
• c:#Konzentra>on der#absorbierenden Substanz
• x:#Weglänge des#Lichtes im Material
Den#absoluten Potenzterm nennen wirExtinktion Eoder auchAbsorption A.
Schwächung
Streuung((Ablenkung)
Die(Intensität des(an(kleinsten Teilchen (Atomen,(Molekülen)(gestreuten Lichtes von(der(Wellenlänge abhängig ist.
Kurzwelliges (blaues)(Licht wird wesentlich stärker gestreut als langwelliges (rotes)(Licht.(
https://www.t)online.de/leben/familie/id_77050008/warum)ist)der)himmel)blau)physik)einfach)erklaert.html
Wechselwirkungsarten0 der0Strahlungen0mit0Material
Alpha&Strahlung
(He
2+) Beta&Strahlung
(e
+oder6e
&) Gamma&Strahlung (Photonen)
Ionisation Ionisation Ionisation
Röntgen,Strahlung Photoelektrischer5Effekt Annihilation Compton,Streuung
Paarerzeugung
Ionisation
Ionisation:)die Freisetzung von)Elektronen aus Atomhüllen
Die*Alpha/ uns Beta/Teilchengeben auf ihrem Weg fast kontinuierlich Energie an*das durchdrungene Medium ab*und*es*dabei ionisieren.
Photonen (Gammaquanten)*ionisieren nicht laufend auf ihrem Weg,*sondern durch der*folgenden Prozesse:
1) Photoeffekt 2) Compton/Effekt 3) Paarbildung
1.#Der#Photoelektrische#Effekt#(Photoeffekt)
(Nachweis#der#E#=#hf)
Die$bemerkenswerten$Aspekte$des$Photoeffekts$bei$der$Entdeckung$waren:
1. Rotes(Licht(verursacht$keine$Auslösung$der$Elektronen,$nur$violettes(Licht.
2. Bei$höherer(Intensität(des$Lichtes$vergrößerte$sich$die(Anzahl(der(Photoelektronen!(
http://hydrogen.physik.uniEwuppertal.de/hyperphysics/hyperphysics/hbase/mod1.html
I,$Strömung
Beleuchtung
Am$Anfang das wissen wir noch nicht!!
Beispiel:
2.#Compton*Streuung
EinIPhotonItrifftIeinIElektronI(elastischerISroß)IundIgibtIetwasIEnergieIanIdasI ElektronIab.I
DieIEnergieIistIjedochIhochIgenugIdasIdasIElektronIdenIAtomverbundIverlässt.I(DasI AtomIwirdIalsoIionisiert.)
DasIPhotonIwirdIgeschwächtIabgelenktIundIsomitIgestreut.IAmIehestenItrittIdieserI EffektImitIeinemIElektronIaufIderIäußerstenISchaleIauf.
Energieerhaltung Impulserhaltung (Vektoren!!)
3.#Paarbildung
Photonenstrahlung-mit-einer-Energie-über-1,022-MeV (damit-größer-als-die-doppelte-Ruhemasse-eines- Elektrons-me=-0,511-MeV)-"verwandelt"-sich-in-Gegenwart-eines-Atomkerns-in-zwei-Teilchen-K ein-Elektron-und- ein-Positron.
http://www.onmeda.de/strahlenmedizin/ionisierende_strahlung_reichweiteKpaarbildungK2413K4.html
me=-0,511-MeV
me=-0,511-MeV
Annihilation)(Paarvernichtung)
Annihilation)findet)statt,)wenn)ein)Teilchen)mit)seinem)Antiteilchen)wechselwirkt.)z.B.:
Wegen)der)Energie< und)Impulserhaltung)müssen)sich)im)Endzustand)mindestens)zwei)Teilchen) befinden.)
Elektron) Positron
