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Vergleich mit Serienformel für Einelektronensysteme Vergleicht man diese Beziehung mit der Serienformel, die sich für Einelektronensysteme der Kernladungszahl \(Z\) aus der BOHRschen Theorie ergibt\[\frac{1}{{{\lambda _{m \to n}}}} = {Z^2} \cdot {R_\infty} \cdot \left( {\frac{1}{{{n^2}}} - \frac{1}{{{m^2}}}} \right);m, n \in \mathbb{N};m > n \quad(2)\]so gelangt man zu einer Übereinstimmung im Zahlenfaktor, wenn man für \(n=1\) und für \(m=2\) wählt. Charakteristische Röntgenstrahlung – Chemie-Schule. Die K α -Linie ergibt sich somit wohl durch einen Übergang von der zweiten zur ersten Quantenbahn. Abschirmeffekt des verbleibenden Elektrons der \(\rm{K}\)-Schale Die Reduzierung der Kernladungszahl \(Z\) auf \(Z-1\) beim Gesetz von MOSELEY kann man durch einen Abschirmeffekt des zweiten Elektrons auf der \(\rm{K}\)-Schale deuten: Damit die \(\rm{K}_\alpha\)-Linie emittiert werden kann, muss vorher auf der \(\rm{K}\)-Schale eines der beiden Elektronen (auf der \(\rm{K}\)-Schale finden zwei Elektronen Platz) entfernt werden. Dabei muss die Energiezufuhr (durch eine äußeres Photon oder Elektron) so hoch sein, dass das \(\rm{K}\)-Elektron auf ein noch unbesetztes Niveau gehoben werden kann.
Meist ist sie größer als die vorherige Bindungsenergie des Elektrons und das Atom wird ionisiert. Die entstandene Lücke wird durch ein Elektron einer äußeren Schale geschlossen. Da die Elektronen auf den äußeren Schalen höhere Energien aufweisen, müssen sie die Differenz der Energie bei ihrem Wechsel auf eine weiter innen gelegene Schale abgeben. Dies geschieht wegen der typischerweise in der Größenordnung 1–100 keV liegenden Energiedifferenz der Elektronenhülle in den beiden Zuständen (fehlendes Elektron in innerer Schale und in äußerer Schale) in Form von Röntgenstrahlung. Die Strahlung besitzt also die Energiedifferenz zwischen höherer (z. B. L-) und niedrigerer (z. K-)Schale. Da diese Energiedifferenz elementspezifisch ist, nennt man die Röntgenstrahlung "charakteristische Röntgenstrahlung". Die Wellenlänge und damit die Energie der emittierten Strahlung kann mit dem moseleyschen Gesetz berechnet werden. Entstehung der charakteristischen Röntgenstrahlung Bezeichnung der Spektrallinien Zur Bezeichnung der Röntgenlinien gibt man zunächst die innere Schale an, in die das Elektron bei der Emission übergegangen ist, z. Wellenlängen von Elementen - Meixner Robert und Irene. K, L, M, usw.
Für den Übergang eines Elektrons von der zweiten Schale (L-Schale) in die erste Schale (K-Schale), den sogenannten -Übergang, gilt, und die entsprechende Wellenzahl ist dann das moseleysche Gesetz für die -Linie: Startschale Zielschale Übergang Abschirmkonstante... -Schale... -Schale 2 L 1 K 1, 0 3 M 7, 4 1, 8 Einzelnachweise [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] ↑ Henry Moseley: The High-Frequency Spectra of the Elements. Part II. In: Phil. Mag. (= 6). Band 27. K alpha linien tabelle 2017. Taylor & Francis, London 1914, S. 703–713 (englisch, [abgerufen am 10. Februar 2020]).
Ein griechischer Buchstabe als Index gibt die äußere Schale an, aus der das Elektron kam. Bei der K-Serie bedeutet, dass die äußere Schale die nächsthöhere, also die L-Schale, ist; bei, ist es die M-Schale; usw. Bei den L- und M-Serien sowie bei Atomen mit höherer Ordnungszahl ist diese Zuordnung nicht mehr so eindeutig. Hier spielt die Feinstrukturaufspaltung eine Rolle. Zusätzlich zum griechischen Index wird dann noch ein numerischer Index zur Unterscheidung der Linien verwendet. Auftreten mehrerer Spektrallinien nach einer Elektronenanregung Abb. Charakteristische Röntgenstrahlung - MTA-R.de. links: - Spektrallinien von Röntgenstrahlung einer Kupferanode. Die horizontale Achse zeigt den Ablenkwinkel nach Bragg-Reflexion an einem LiF-Kristall Atome mit höherer Ordnungszahl haben mehrere äußere Schalen, die zur Auffüllung des Lochs in der inneren Schale ein Elektron liefern können. Auch kann das Loch in verschiedenen inneren Schalen entstehen. Dementsprechend können diese Atome auch Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energie aussenden.
Das Moseleysche Gesetz (nach seinem Entdecker Henry Moseley) im Jahr 1914 [1] beschreibt die Energie der - Linie im Röntgenspektrum, deren Strahlung beim Übergang eines L-Schalen - Elektrons zur K-Schale emittiert wird. Das Moseleysche Gesetz ist eine Erweiterung der Rydberg-Formel. In einer allgemeineren Form kann man mit diesem Gesetz auch die Wellenlängen der übrigen Linien des charakteristischen Röntgenspektrums bestimmen. Diese Wellenlängen sind, wie auch die zur Wellenlänge gehörende Frequenz, abhängig von der Ordnungszahl des jeweiligen chemischen Elements. Dabei ist: - die Lichtgeschwindigkeit - angepasste Rydberg-Frequenz - Rydbergfrequenz - die Rydbergkonstante - die Masse eines Elektrons - die Kernmasse des beteiligten Elements - die effektive Kernladungszahl des Elements. K alpha linien tabelle youtube. Hier liegt der Unterschied zur Rydberg-Formel - die Kernladungszahl des Elements - eine Konstante, die die Abschirmung der Kernladung durch Elektronen beschreibt, die sich zwischen Kern und dem betrachteten Elektron befinden., - Hauptquantenzahlen der beiden Zustände (n 1 = innere, n 2 = äußere Schale).
Erzeugung in der Röntgenröhre Spektrallinien von Röntgenstrahlung einer Kupferanode. Die horizontale Achse zeigt den Ablenkwinkel nach Bragg-Reflexion an einem LiF-Kristall In einer Röntgenröhre treffen energiereiche Elektronen auf eine Anode, wo diese einerseits charakteristische Röntgenstrahlung erzeugen, andererseits aber auch Bremsstrahlung erzeugt wird. K alpha linien tabelle e. In der graphischen Auftragung des Spektrums erscheinen die Linien der charakteristischen Röntgenstrahlung als hohe Erhebungen, während der Untergrund von der Bremsstrahlung gebildet wird. Anwendung Die charakteristische Röntgenstrahlung wird mit Detektoren ausgewertet, die die Energie oder die Wellenlänge der Röntgenquanten bestimmen. Aus dem Spektrum kann qualitativ auf die Elementzusammensetzung der Probe geschlossen werden, durch eine ZAF-Korrektur ist außerdem auch eine quantitative Analyse möglich. Dieses Prinzip wird bei der Röntgenfluoreszenzanalyse bzw. energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX/EDS) und wellenlängendispersiven Röntgenspektroskopie (WDX/WDS) angewandt.
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