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1 Optische Aktivität α = δ 0 k d

2 Flüssigkristalle Flüssigkristall Displays Flüssigkristalle in verschiedenen Phasen - sie zeigen Eigenschaften, die sich zwischen denen einer perfekten Kristallanordnung und dem Durcheinander von Flüssigkeiten bewegen.

3 LCD Bildschirm

4 4.5 Röntgenstrahlung Erzeugung von Röntgenstrahlen, Kontrastentstehung, Röntgenabsorption, Röntgenbeugung zur Strukturaufklärung, hochbrillante Röntgenstrahlung von Synchrotronquellen Bsp.: Computertomographie CT, Strukturaufklärung von Biomolekülen durch Röntgenbeugung Exp.: Durchleuchten mit Röntgenlicht Praktikum Versuch 9 "Wechselwirkung von Licht mit Materie"

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6 Röntgenröhre Kathode Anode

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8 Zusammengesetztes Röntgenbild eines gesunden Mannes von Erste Aufnahmen dieser Art gelangen bereits 1896

9 das Röntgenauge

10 Was wird gemessen? Die Intensität I der Röntgenstrahlung I 0 Die Schwächung d I= I e µ 0 Schwächung: S mit d ln I 0 = = µ d I 4 3 µ = µρλ (,, Z) ρ Z λ inhomogenes Medium Intensität Dicke d µ 2 ln I I 0 1 d 1+ µ d2 + µ 3 d3 = µ d

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12 Versuch: Röntgenröhre

13 Projektionen Schattenwurf geometrischer Figuren Versuch: Form von Gegenständen aus Schattenwurf

14 Computertomographie (CT) Röntgenröhre Detektor

15 Nehme Schwächungsprofile unter verschiedenen Winkeln auf und überlagere sie gemäß: ( ) = 1 + =. 3 Projektion des Brustkorbs

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23 CT des Bauchraums

24 4.6 Radioaktivität, Dosimetrie Ionisierende Strahlung : Entstehung, Eigenschaften und Wirkungen von Alpha- ( 4 He-Kerne), Beta- (schnelle Elektronen) und Gammastrahlen (hochenergetische elektromagnetische Strahlung) Zerfallsgesetz, Halbwertszeit, Radiocarbon ( 14 C) -Methode zur Altersbestimmung Dosimetrie: Strahlungsarten, Strahlendosis, Einheiten Bsp.: Strahlenmedizin, Anwendung von Radionukliden, Strahlenschutz, radioaktive Datierung Exp.: Ionisierung von Luft durch Röntgen-, Alpha-, Beta- und Gammastrahlen, Absorption Praktikum Versuch 9 "Wechselwirkung von Licht mit Materie"

25 Nobelpreis 1903/1911 zur Entdeckung und Erforschung der Radioaktivität Erste von "Becquerel-Strahlen" geschwärzte Photoplatte. Sie wurde am unter ein Uransalz gelegt. Marie & Pierre Curie 1906 Henri-Antoine Becquerel

26 Ionisierende Strahlung geladen: direkt ionisierend Photon: indirekt ionisierend Neutron: indirekt ionisierend

27 Die Ionisationskammer Q U = C

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29 Schädigungsmöglichkeiten der DNA Schäden, die auf einen Halbstrang der DNA begrenzt sind (häufig nach indirekter Wirkung), sind schneller und sicherer zu reparieren als Defekte, die beide Stränge der Doppelhelix betreffen. Doppel- Strangbrüche und komplexe Schäden treten durch direkte Einwirkung oder bei hohen Strahlendosen durch Synergie indirekter Wirkungen auf.

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33 Art der Strahlenquelle Effektive Dosis im Jahr Natürliche Strahlenquellen Kosmische Strahlung (auf Meeresniveau) Terrestrische Strahlung Äußerliche Bestrahlung Einatmen von Radon sonstige innere Strahlung Summe natürliche Strahlenquellen Künstliche Strahlenquellen Medizinische Anwendungen Kernkraftwerke (Normalbetrieb) Folgen des Tschernobyl-Unfalls Atombombenversuche Sonstige künstliche Strahlung Summe künstliche Strahlenquellen Summe nat. + künstl. Strahlenquellen 0,3 msv 0,4 msv 1,1 msv 0,3 msv 1,9 msv <0,01 msv <0,016 msv <0,01 msv <0,02 msv ~2 msv ~2 msv ~4 msv

34 Aufgenommene Dosis Unter 0,5 Sv Wirkung Geringe vorübergehende Blutbildveränderungen 0,8-1,2 Sv Übelkeit und Erbrechen in 10% der Fälle 4-5 Sv 50% Todesfälle innerhalb 30 Tagen, Erholung der Überlebenden nach 6 Monaten 5,5-7,5 Sv Letale Dosis, 100% Todesfälle 50 Sv Schwere Nervenschädigungen, Tod innerhalb einer Woche Höhe über dem Erdboden Effektive Dosis im Jahr 300 km (außerhalb des Space Shuttles) msv (bei ruhiger Sonne) 300 km (Space Shuttle) msv (bei ruhiger Sonne) 10 km (Flugzeug) 30 msv 3800 m 1.8 msv 3000 m 1 msv 2000 m 0.6 msv kosmisch + ~1 msv terrestrisch 0 m 0.3 msv kosmisch msv terrestrisch

35 Strahlenbelastung Röntgen / CT CT Computertomografie Kopf, Schädel Wirbelsäule Brustkorb Bauchraum Strahlenb elastung in Millisievert (msv) herkömmliche Röntgen-Untersuchung Brustkorb 0.03 Kopf 0.1 Mammographie 0.5 Bauchraum 1.0 Darm 15

36 Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

37 Exotisch: Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Positron = Antiteilchen des Elektrons

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