Der Franck-Hertz-Versuch Aufbau und Durchführung ist ein grundlegendes Experiment der Quantenphysik, das die Existenz diskreter Energieniveaus in Atomen nachweist.
Die Erzeugung von Röntgenstrahlung in der Röntgenröhre erfolgt durch Beschleunigung von Elektronen, die auf ein Metalltarget treffen. Dabei entstehen zwei Arten von Röntgenstrahlung: Die charakteristische Röntgenstrahlung, die durch Elektronenübergänge in den inneren Schalen der Targetatome entsteht, und die Bremsstrahlung, die durch die Abbremsung der Elektronen im elektrischen Feld der Atomkerne erzeugt wird. Die Röntgenröhre besteht aus einer evakuierten Glasröhre mit einer Glühkathode und einer Anode aus Metall.
Das Drehkristallverfahren nach Bragg ermöglicht die Analyse des Röntgenspektrums durch Beugung an Kristallgittern. Dabei wird monochromatische Röntgenstrahlung an den Netzebenen eines Kristalls gebeugt. Die Bragg-Bedingung beschreibt den Zusammenhang zwischen Wellenlänge, Netzebenenabstand und Glanzwinkel. Durch Rotation des Kristalls können verschiedene Wellenlängen nachgewiesen werden. Die Intensität der gebeugten Strahlung wird mit einem Detektor gemessen und als Funktion des Winkels aufgezeichnet. Das resultierende Spektrum zeigt charakteristische Linien, die den Elektronenübergängen im Targetmaterial entsprechen, sowie einen kontinuierlichen Untergrund durch die Bremsstrahlung. Diese Methode ist fundamental für die Strukturaufklärung in der Festkörperphysik und Kristallographie.
Die Kombination dieser Experimente und Methoden ermöglichte wichtige Erkenntnisse über den Aufbau der Atome und die Natur der Röntgenstrahlung. Sie bilden bis heute die Grundlage für viele Anwendungen in Wissenschaft und Technik, von der medizinischen Diagnostik bis zur Materialforschung.
