In der Röntgenkristallographie werden einfallende Röntgenstrahlen von Atom-Elektronen gestreut. Ein häufiges Missverständnis ist die Frage nach der „Masse gestreuter Röntgenstrahlen.“
Die Physik
- Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Strahlung (Photonen). Photonen haben keine Ruhemasse.
- Streuung ist eine Interaktion: Photon + gebundenes Elektron → gestreutes Photon (+/- Energieänderung).
- Die relevanten physikalischen Größen sind Impulsübertrag (q) und Energieübertrag (ΔE), nicht Masse.
Was wir tatsächlich messen
- Elastische (Thomson/Kohärente) Streuung: Photonenergie ~unverändert. Impulsübertrag bestimmt Beugungswinkel (Braggs Gesetz: nλ = 2d sinθ). Strukturfaktoramplituden → Elektronendichtekarte → Atommodell.
- Inelastische (Compton-)Streuung: Photon verliert Energie an Elektron. Trägt zum Hintergrund bei; wird in Compton-Profiling verwendet.
- Fluoreszenz: Charakteristische Röntgenstrahlung nach Ionisierung innerer Schalen – wird für elementare Analyse verwendet.
Warum die Frage entsteht
Verwechslung zwischen „Masse“ (Eigenschaft von Materie) und „Intenz/Fluss“ (Photonen/Sekunde/Fläche) oder „Impuls“ (p = h/λ). In der Kristallographie messen wir Intensität vs. Streuwinkel, um Elektronendichte zu schließen.
Kurz gesagt: Röntgenstrahlen haben keine Masse. Suchen Sie nicht danach. Suchen Sie nach Beugungsmustern.
