Betreff:

Zentrale Experimente Physik GOSt

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Positioniert man in den Untersuchungsraum des Röntgengeräts einen zu "durchleuchtenden" Gegenstand und blickt von rechts auf den Projektionsbildschirm, erkennt man dort nach dem Einschalten der Röhre ein "Schattenbild", das anhand der unterschiedlich stark vom durchleuchteten Gegenstand hindurch gelassenen Röntgenstrahlen einen Einblick in das Innere dieses Gegenstands gestattet.

Beim Anklicken des Überraschungseies wird eines von dreien zufällig ausgewählt. Eines der drei Überraschungseier kann gedreht werden, sodass man bei der Drehung die Änderungen in der jeweiligen Schattenprojektion beobachten kann. Aus solchen einzelnen "Schichtaufnahmen" kann man mittels geeigneten Computerprogramms dann 3D-Bilder des Originalgegenstands errechnen lassen; Anwendung findet dieses Verfahren beispielsweise bei der Computertomografie in der Röntgendiagnostik.
 

Ein räumlich ausgedehnter Gegenstand als Durchleuchtungsobjekt führt in der Projektion zu einer gewissen Verzerrung der Größenverhältnisse, weil dann zwangsweise unterschiedliche Distanzen zwischen den einzelnen Teilen des Durchleuchtungsobjekts und dem Projektionsschirm auftreten und zu einer nicht maßstabsgerechten Darstellung führen.

Schattenprojektion beim Röntgengerät

Durch Anklicken des jeweils zu untersuchenden Gegenstands lässt sich dieser in das Röntgengerät einbringen. Wenn Sie danach die Hochspannung einschalten (HV ON/OFF), erscheint auf dem seitlichen Beobachtungsschirm das jeweilige Röntgenbild. Anklicken des Beobachtungsschirms zeigt eine Vergrößerung. Der jeweilige Gegenstand kann durch erneutes Anklicken wieder entfernt werden.

 

Wählen Sie als zu durchleuchtendes Objekt das Netzgerät (in der Reihe der Durchleuchtungsobjekte ganz links) aus und setzen Sie es in das Röntgengerät ein. Schalten Sie die Hochspannung ein und verschieben Sie das Netzgerät dann hin und her. Beobachten Sie dabei insbesondere die Größe der Projektion auf dem seitlichen Beobachtungsschirm. Beschreiben Sie, wie sich die Bildgröße jeweils verändert, und erläutern Sie die Ursache dafür. Begründen Sie auch die Tatsache, dass das Bild des Netzgeräts unschärfer wird, wenn dieses nach links geschoben wird.


 

Beschreiben Sie anhand Ihrer Durchleuchtungsbilder
1. den Aufbau der Flachbatterie,
2. den Aufbau des Drehspulinstruments.

Die nebenstehende Abbildung zeigt das Foto der Durchleuchtung des Zählrohrs:
Auf den ersten Blick kann man den im Betrieb unter Hochspannung liegenden Draht des Geiger-Müller-Zählrohrs im Röntgenbild nicht identifizieren. Mit einem Fotobearbeitungsprogramm wurden daher unterschiedliche Kontraststufen dieses Bildes erstellt, die durch Verschieben des Kontrastreglers am unteren Rand der rechts stehenden Abbildung angezeigt werden können.

Begründen Sie, warum der unter Hochspannung liegende Draht des Geiger-Müller-Zählrohrs im Röntgenbild zunächst nicht bzw. kaum zu erkennen ist.

Was verbirgt sich im (drehbaren) Überraschungsei? Und was enthält die Holzbox?

Die Küvette (im IBE vierter Gegenstand von links) hat drei unterschiedlich dicke Kammern (siehe Foto). Jede dieser Kammern ist mit Kreidestaub gefüllt, sodass beim Durchleuchten die Röntgenstrahlen unterschiedlich lange Wege durch die Kreide durchlaufen müssen. Begründen Sie mit dieser Kenntnis das Aussehen des Röntgenbilds.

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Schalter zum Einschalten der Hochspannung

Gegenstände, durch Anklicken in die Röntgenröhre einsetzen

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