Dauer: 9 – 15 Uhr
Anzahl der Schüler:innen: idealerweise nicht mehr als 24 (bald bis zu 32)
Zielgruppe: Oberstufe (Sek II)
Verschiedene Experimente in Kleingruppen geben Einblicke in die Erzeugung, Untersuchung und Verwendung von Röntgenstrahlung. Es werden mit Röntgengeräten anhand von Bragg-Reflexion Spektren gemessen und analysiert. Mit Geiger-Müller-Zählrohren wird die Ablenkung von Beta-Teilchen im Magnetfeld gemessen und damit die Erzeugung der Röntgenstrahlung am European XFEL erklärt. Durch Anschluss an das Schulwissen über Spalte und Gitter wird außerdem eine der wichtigsten Auswertungsmethoden am European XFEL, die Röntgenbeugung, anhand von optischem Licht dargestellt.
Die Anleitungen sind so gestaltet, dass die Schüler:innen alle Experimente praktisch selbstständig durchführen können. Die Schüler:innen durchlaufen im Laufe des Tages alle drei Experimente und erhalten ein Laborheft zum Mitnehmen, damit die Aufgaben und Ergebnisse beispielsweise noch einmal im Unterricht aufgegriffen werden können.
Experimente:
- Messung von Röntgenspektren (Brems- und charakteristische Strahlung, Grenzwellenlänge, Messungen mit verschiedenen Anodenmaterialien und Kristallen möglich)
- Ablenkung von Beta-Teilchen im Magnetfeld (Einfluss des Magnetfeldes auf Elektronen bzw. Positronen, Bauprinzip eines Undulators)
- Beugungsbilder (Spalte und Gitter, Bestimmung der Gitterkonstanten, Einblicke in Röntgenbeugungsbilder)
Empfohlene Vorkenntnisse:
- Beugung und Interferenz (erforderlich)
- Bragg-Reflexion (empfohlen)
- Lorentzkraft (erforderlich)
- Radioaktive Strahlung (empfohlen)
Zusätzliche Sicherheitsinformationen zu den Experimenten:
Sowohl die Röntgengeräte als auch die verwendeten geschlossenen radioaktiven Quellen sind Lehrmittel, die speziell für den sicheren Einsatz im Unterricht entwickelt wurden und jeweils eine Bauartzulassung besitzen. Die Röntgengeräte sind Vollschutzgeräte und die geschlossenen radioaktiven Strahlenquellen mit geringer Aktivität sind so konstruiert, dass eine Freisetzung von Stoffen verhindert wird. Sie werden ausschließlich vom Xcool Lab Team gehandhabt. Wenn Sie weitere Fragen haben, kontaktieren Sie uns gerne.
