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Die Bragg-Reflexion

Glanzwinkel berechnen, Messkurven der Drehkristallmethode auswerten und Kristalle für Röntgenmessungen auswählen.

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Übungsaufgaben

30 Aufgaben, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt Ihnen sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.

A1
Wer macht was?
AFB I

Bei der Drehkristallmethode arbeiten drei Geräte zusammen. Ordnen Sie jede Eigenschaft dem passenden Gerät zu.

Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb – oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Röntgenröhre
2Kristall auf dem Drehtisch
3Zählrohr
Die Röntgenröhre liefert die Strahlung. Der Kristall mit seinen Netzebenen wird um θ gedreht; das Zählrohr folgt mit dem doppelten Winkel 2θ und misst die Zählrate.
Gehen Sie den Weg der Strahlung entlang: Quelle → reflektierender Körper → Messgerät.
Gedreht werden zwei Geräte – der Kristall um θ und das Zählrohr um 2θ.
A2
Wellenlänge aus dem Zählrohrwinkel
AFB II

Bei einer Messung an einem Kaliumchlorid-Kristall (d = 315 pm) registriert das Zählrohr den ersten Reflex, als es um 28,4° gegen den einfallenden Strahl gedreht ist. Bestimmen Sie die Wellenlänge der Röntgenstrahlung.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Glanzwinkel θ = °
  2. sin θ ≈  
  3. λ = 2d · sin θ = pm
Das Zählrohr steht unter 2θ, also θ = 28,4° : 2 = 14,2°. sin 14,2° ≈ 0,2453; λ = 2 · 315 pm · 0,2453 ≈ 154,5 pm (n = 1).
Welchen Winkel zeigt das Zählrohr an – θ oder 2θ?
Halbieren Sie den Zählrohrwinkel und setzen Sie in 2d · sin θ = n · λ mit n = 1 ein.
A3
Aussagen zur Bragg-Reflexion
AFB I
Geben Sie für jede Aussage zur Bragg-Reflexion an, ob sie stimmt.
6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht – dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 6

Röntgenstrahlung ist elektromagnetisch; θ wird zur Netzebene gemessen; Gangunterschied 2d · sin θ; Reflexe nur unter Bragg-Winkeln; Zählrohr unter 2θ. Strichgitter haben viel zu große Abstände.
Denken Sie an die Herleitung: Wo liegt θ, und welcher Weg kommt hinzu?
Ein Strichgitter hat Abstände im Mikrometerbereich, Röntgenwellenlängen liegen bei etwa 100 pm.