Rayleigh-Streuung – Thomson-Streuung
Rayleigh-Streuung , auch als Thomson-Streuung bekannt, ist die Niedrigenergie-Grenze der Compton-Effekt. Die kinetische Energie der Teilchen und die Photonenfrequenz ändern sich durch die Streuung nicht. Rayleigh-Streuung entsteht durch Wechselwirkung zwischen einem einfallenden Photon und einem Elektron, dessen Bindungsenergie deutlich größer ist als die des einfallenden Photons. Es wird angenommen, dass die einfallende Strahlung das Elektron in eine erzwungene Resonanzschwingung versetzt, so dass das Elektron Strahlung mit der gleichen Frequenz aber in alle Richtungen emittiert. In diesem Fall beschleunigt das elektrische Feld der einfallenden Welle (Photon) das geladene Teilchen, wodurch es wiederum Strahlung mit der gleichen Frequenz wie die einfallende Welle emittiert und somit die Welle gestreut wird. Die Rayleigh-Streuung ist bis zu 20 keV signifikant und wie die Thomson-Streuung elastisch. Der gesamte Streuquerschnitt wird zu einer Kombination der Rayleigh- und Compton-gebundenen Streuquerschnitte. Die Thomson-Streuung ist ein wichtiges Phänomen in der Plasmaphysik und wurde zuerst vom Physiker JJ Thomson erklärt. Diese Wechselwirkung ist im Bereich der Röntgenkristallographie von großer Bedeutung.
Wechselwirkung von Röntgenstrahlen mit Materie
Obwohl eine große Anzahl möglicher Wechselwirkungen bekannt ist, gibt es drei wichtige Wechselwirkungsmechanismen mit Materie. Die Stärke dieser Wechselwirkungen hängt von der Energie der Röntgenstrahlen und der Elementzusammensetzung des Materials ab, nicht jedoch von den chemischen Eigenschaften, da die Röntgenphotonenenergie viel höher ist als die chemischen Bindungsenergien. Die photoelektrische Absorption dominiert bei niedrigen Röntgenenergien , während die Compton-Effekt bei höheren Energien dominiert.
- Photoelektrische Absorption
- Compton-Effekt
- Rayleigh-Streuung