Motivation
Die folgenden Experimente und Messungen sind aus einem Lehrgang für Physik-Leistungskurse der gymnasialen Oberstufe am
Grimmelshausen-Gymnasium in Gelnhausen
(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:
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 verwendete 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.
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N. Großberger