DYS+ Campus ist kostenlos und ohne Werbung. Projekt mit einer Spende unterstützen

Physik

Röntgenstrahlung: Schatten aus Strahlen

Röntgenstrahlung entsteht in einer Röntgenröhre. Sie durchdringt Weichteile leichter als Knochen und macht so Bilder vom Körperinneren möglich.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann erklären, wie Röntgenstrahlung entsteht.
  • Ich weiß, warum ein Röntgenbild Knochen zeigt.
  • Ich kann Röntgen- und Gammastrahlung unterscheiden.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Alpha, Beta, Gamma: ionisierende Strahlung

Wilhelm Conrad Röntgen entdeckte die Strahlung 1895. Sie ist wie Gammastrahlung eine elektromagnetische Welle mit sehr hoher Frequenz. Sie entsteht aber anders. In der Röntgenröhre treten Elektronen aus einer glühenden Kathode aus. Eine hohe Spannung beschleunigt sie. Sie treffen auf die Anode und werden abgebremst. Dabei entsteht Röntgenstrahlung. Schaltet man die Röhre aus, gibt es keine Strahlung mehr. Eine radioaktive Quelle strahlt dagegen immer weiter. Röntgenstrahlung wird im Körper unterschiedlich geschwächt. Knochen enthalten viel Kalzium und schwächen stark. Weichteile schwächen wenig. Hinter dem Körper steht ein Detektor. Der Detektor misst, wie viel Strahlung ankommt. Hinter Knochen ist es weniger, hinter Weichteilen mehr. Aus diesem Unterschied entsteht das Röntgenbild. Je höher die Spannung, desto energiereicher und durchdringender die Strahlung. Auch Röntgenstrahlung ist ionisierend. Darum sind Aufnahmen nur sinnvoll, wenn der Nutzen größer ist als das Risiko. Das Personal schützt sich mit Abstand und Schutzwänden.

Röntgen- und Gammastrahlung.
RöntgenstrahlungGammastrahlung
EntstehungElektronen werden abgebremst (Röhre)instabiler Atomkern zerfällt
Ausschaltenja, Spannung ausnein, nicht möglich
Artelektromagnetische Welleelektromagnetische Welle

Warum sieht man Knochen im Röntgenbild?

  1. Röntgenstrahlung geht durch den Körper.
  2. Knochen schwächen sie stark, Weichteile schwach.
  3. Hinter dem Knochen kommt weniger Strahlung an.
  4. Der Detektor zeigt diesen Unterschied als Bild.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Elektronen fliegen auf eine Metallplatte.

Dort werden sie abgebremst.

Dabei entsteht Röntgenstrahlung.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Zahnarzt röntgt einen Zahn. Die Zahnwurzel erscheint auf dem Bild, weil sie die Strahlung stärker schwächt als das Zahnfleisch.

Schritt für Schritt

Du erklärst ein Röntgenbild.

  1. Strahlung geht auf den Körper zu.
  2. Knochen schwächen stärker als Weichteile.
  3. Der Detektor misst, wie viel ankommt.
  4. Aus den Unterschieden entsteht das Bild.

Mit einem Bild erklärt

GewebeSchwächung der StrahlungBild
Knochenstarkdeutliche Kontur
Muskel und Hautgeringkaum Kontur

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wo entsteht Röntgenstrahlung?
Zeig mir den ersten Schritt

Was passiert in der Röntgenröhre mit den Elektronen?

Lösung ansehen

Lösung: Beim Abbremsen schneller Elektronen in der Röhre.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Warum zeichnen sich Knochen im Röntgenbild ab?
Zeig mir den ersten Schritt

Was geschieht mit der Strahlung im Knochen?

Lösung ansehen

Lösung: Sie schwächen die Strahlung stärker als Weichteile.

Tipp: Prüfe bei jeder Strahlung zuerst: Wo entsteht sie? Im Kern oder in der Röhre?

Merksatz: Röntgenstrahlung entsteht beim Abbremsen schneller Elektronen. Sie lässt sich ein- und ausschalten.

Typischer Fehler: Viele denken, ein Röntgengerät sei radioaktiv und strahle weiter, wenn es ausgeschaltet ist. Die Röhre strahlt nur, solange die Spannung anliegt.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Ein ausgeschaltetes Röntgengerät sendet weiter Röntgenstrahlung aus.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 2 Was ist ein Unterschied zwischen Röntgen- und Gammastrahlung?
Lösung ansehen

Lösung: Röntgenstrahlung entsteht beim Abbremsen von Elektronen, Gammastrahlung im Atomkern.

Frage 3 Röntgenstrahlung ionisiert Atome.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Was bewirkt eine höhere Röhrenspannung?
Lösung ansehen

Lösung: Die Strahlung ist energiereicher und durchdringender.

Geschafft

Röntgenstrahlung entsteht in der Röhre, wenn schnelle Elektronen abgebremst werden. Knochen schwächen sie stärker als Weichteile.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Radioaktivität und Strahlenschutz

Kurz erklärt, 49 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 400 KB

Übungsheft herunterladen (PDF, 400 KB)

Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen