Bragg-Gleichung

Bei Röntgenstrahlung, die an einem Kristallgitter gestreut wird, beobachtet man, dass die gestreute Intensität Maxima bei den folgenden Bedingungen aufweist:

  1. Einfallswinkel = Streuwinkel
  2. Der Gangunterschied ist ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge.

Aus den Bedingungen für maximale Intensität, die sich in der Bragg-Gleichung von oben wiederspiegeln, kann man Details der Kristallstruktur berechnen, oder bei bekannter Kristallstruktur die Wellenlänge der einfallenden Röntgenstrahlung bestimmen.

Auf eins der Symbole klicken, um die Berechnung durchzuführen

Für die Wellenlänge = nm, der Ordnung n =

und einem Gitterabstand von d = nm

ergibt sich ein Beugungsmaximum bei = Grad.

Mit dieser Berechnung lassen sich Wellenlänge, Netzebenenabstand oder Beugungswinkel berechnen. Nachdem die Werte eingegeben wurden, kann man auf die Größe in der oberen Grafik klicken, die berechnet werden soll. Leer gelassene Felder werden mit Vorgabewerten aufgefüllt, es können aber stets alle Felder geändert werden.

Bragg-SpektrometerCharakteristische Röntgenstrahlung
Brillouin-Streuung: Anwendung auf Lichtstreuung
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Literatur
Thornton & Rex
Abschn. 6.1
 
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Bragg-Spektrometer

Viel von der Kenntnis über Kristallstrukturen oder Molekülstukturen in Kristallen, so komplex wie die DNS, kommt aus Röntgenbeugungs-Untersuchungen mit Röntgenstrahlung. Ein grundlegendes Instrument für diese Untersuchungen ist das Bragg-Spektrometer.

Um nahezu monochromatische Röntgenstrahlen zu erhalten, wird die charakteristische Röntgenstrahlung einer Röntgenröhre genutzt. Im Strahlgang werden Filter verwendet, um so viel vom Kontinuum der Bremsstrahlung wie möglich zu unterdrücken und das Verhältnis zur Energie der K-alpha-Linie zu verbessern. Diese Filter bestehen aus Elementen, die knapp über und unter dem Metall des Röntgen-Targets liegen und sie nutzen die scharfen "Absorptionskanten" genau über und unter der K-alpha-Energie des Targets.

Die Röntgenstrahlung wird durch Öffnungen in einem Material, das die Röntgenstrahlung stark absorbiert (für gewöhnlich Blei), kollimiert und der übrig bleibende, feine Strahl auf den zu untersuchenden Kristall gerichtet. Die Rotation des Kristalls ist mit der des Detektors so gekoppelt, dass sich der Detektor stets um den doppelten Winkel der Drehung des Kristalls dreht. Dadurch wird die Bragg-Gleichung für Beugung an den Kristallgitterebenen erfüllt.

Verwendung bei der Comptonstreuung
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