Motivation

Die folgenden Experimente und Messungen sind aus einem Lehrgang für Physik-Leistungskurse der gymnasialen Oberstufe am Grimmelshausen-Gymnasium in Gelnhausen GGG (www.grimmels.de) hervorgegangen. Zum Teil wurden die Versuche unter Beachtung der gültigen Strahlenschutzbestimmungen in Praktikumsform durchgeführt. Die beschriebenen Experimente und Messergebnisse sollen als Anregung und als Unterrichtsmaterial dienen. Die Experimente werden kurz vorgestellt, die Links führen zur ausführlichen Versuchsbeschreibung sowie den Messergebnissen. Sämtliche Messungen und graphische Auswertungen wurden am Grimmelshausen-Gymnasium mit den schulüblichen Geräten durchgeführt und aufgenommen. Gamma-Spektroskopie Energieauflösende Spektren werden durch den Einsatz eines Szintillationszählers möglich. Dadurch gelingt die Identifikation bestimmter radioaktiver Stoffe. Anhand des Wechselwirkungsprozesses der Gamma-Quanten mit der Materie des Zählerkristalls lässt sich der Photoeffekt wie auch der Comptoneffekt im Energiespektrum erkennen. Compton-Effekt Der Compton-Effekt beschreibt die Streuung von Lichtquanten an Elektronen. Dabei ist zu beobachten, dass die Energie der Lichtquanten vom Streuwinkel abhängt. Moseley-Gesetz, Röntgenfluoreszenz Viele Elemente senden nach Anregung mit Röntgen- bzw. Gammastrahlen selbst eine Strahlung aus, die für das jeweilige Element charakteristisch ist.  Moseley v erwendete das Bohrsche Atommodell, um die Lage der sogenannten K-Linien im Röntgenspektrum zu beschreiben. Röntgenspektren Treffen Elektronen mit hoher Geschwindigkeit auf geeignete Materie, so entsteht Röntgenstrahlung. Spektroskopiert man diese Strahlung, so kann man zwischen kontinuierlicher Strahlung und charakteristischer Strahlung unterscheiden. Radon-Analyse Das radioaktive Edelgas Radon ist ein Zerfallsprodukt von Uran und kommt in unterschiedlicher Konzentration aus den Gesteinsschichten der Erdkruste. Mit der Hochspannungsmethode kann Radon sowie seine Folgeprodukte leicht nachgewiesen werden. Röntgenemissionsspektroskopie Angeregt durch Röntgenstrahlen senden Elemente charakteristische Strahlung aus. Auf Grund diskreter Energiewerte der dadurch emittierten Strahlung können die Bestandteile der bestrahlten Probe dentifiziert werden. Allerdings setzt die maximale Energie der Röntgenstrahlen von hier 35 keV eine obere Grenze. Für Elemente mit höherer Ordnungszahl lassen sich in der Regel nur die L-Übergänge auswerten. Norbert Großberger, 2015