Aufbau und Funktionsweise einer Röntgenanlage - Physik SEKII

Artikelnummer: NWL354252025
Kategorie: Physik
Verlag: RAABE Verlag

34 Seiten, PDF-Datei

Sekundarstufe II

Physik

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Atom- und Kernphysik

Raabits Physik SEK II

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Funktionsweise einer Röntgenanlage kennen.

In den ersten vier Materialien werden die physikalischen Grundlagen zum Verständnis der Röntgentechnik vermittelt. In M 1 geht es um die Frage, wie Elektronen erzeugt und beschleunigt werden können. In M 2 wird die Erzeugung von Röntgenstrahlen thematisiert. Im Material M 3 geht es um die optischen Aspekte eines Schattenbildes. Das letzte Material des Grundlagenteils M 4 beschäftigt sich mit der Wechselwirkung zwischen Röntgenstrahlung und Materie.

Im Material M 5 werden – aufbauend auf den zuvor behandelten Grundlagen – der Aufbau und die Funktionsweise einer Röntgenröhre behandelt. In M 6 wird das Strom-Zeit-Produkt vorgestellt, eine wichtige Kennzahl bei der Aufnahme einer Röntgenaufnahme.

Zur Sichtbarmachung und Speicherung eines Röntgenbildes werden Speicherfolien (früher: photographische Filme) benötigt. Deren Funktionsweise wird im Material M 7 besprochen. Zur Erzeugung ultraharter Röntgenstrahlung werden Linearbeschleuniger eingesetzt. Ihr Funktionsprinzip wird in M 8 erläutert. Den Abschluss M 9 bildet eine Lernerfolgskontrolle. Bei Zeitmangel können die Materialien M 6 bis M 9 weggelassen werden.

Kompetenzen:

Sachtexte mit physikalischem Bezug sinnentnehmend lesen;
Aufbau und Funktionsweise einer Röntgenröhre und eines Linearbeschleunigers beschreiben;
Röntgenspektrum mithilfe geeigneter Modellvorstellungen erklären;
Wechselwirkungsprozesse der Röntgenstrahlung mit Materie kennen;
Röntgenbild als Schattenbild verstehen;
Funktionsprinzip einer Speicherplatte beschreiben;
zu physikalischen Sachverhalten recherchieren.
Amplitude

Die Unterrichtseinheit im Überblick:

1.-8. Stunde: Röntgenröhre und Röntgenaufnahme – physikalische Grundlagen zum Verständnis Erzeugung und Beschleunigung von Elektronen
- Erzeugung von Röntgenstrahlung
- Röntgenbild = Schattenbild
- Wechselwirkung zwischen Röntgenstrahlung und Materie
9.-12. Stunde: Die Röntgenröhre und ihr Betrieb
- Praktischer Aufbau und Betrieb einer Röntgenröhre
- Das Strom-Zeit-Produkt
13.-14.Stunde: Sichtbarmachung und Speicherung einer Röntgenaufnahme
- Speicherfolie – Aufbau und Funktionsweise
15.-16.Stunde: Linearbeschleuniger
- Erzeugung ultraharter Röntgenstrahlung
17.-18.Stunde: Lernerfolgskontrolle - Röntgenstrahlung, Röntgenanlage

Dauer der Unterrichtseinheit: ca. 18 Unterrichtsstunden inkl. Lernerfolgskotrolle "Testen Sie Ihr Wissen!" je nach Auswahl der Materialien und Methoden

Mit ausführlichen Hinweisen zum Ablauf der Einheit sowie Erwartungshorizonten/Lösungen zu allen Aufgaben.