Röntgenstrålning

Vare sig bokens eller din formulering är precis, men ni pratar också om två olika delfenomen och inte om samma. 

Deexcitation av exciterade atomer är endast ansvarigt för den karaktäristiska röntgenstrålningen, vilket korresponderar mot spikarna i spektrumsbilden. Den kontinuerliga komponenten kommer inte av en diskret deexcitation utan inbromsning av en fri partikel.

Teori:

När en högenergisk elektron passerar genom metallisk materia kan tre primära typer av kollisioner ske.

Scenario 1. Den högenergiska elektronen kolliderar med en ledningselektron. Sådana kollisioner resulterar inte i någon signifikant röntgenstrålning eftersom elastiska kollisioner mellan fria partikar inte leder till några inbromsningar.

Scenario 2. Den högenergiska elektronen kolliderar med en valenselektron, dvs en elektron som är hårt bunden till en atomkärna. En sådan kollision kan slå ut valenselektronen från valensbandet ut i ledningsbandet och lämna efter sig ett "hål". När andra valenselektroner i högre energitillstånd dexciterar ner i dessa hål emitteras karaktäristisk röntgenstrålning vilket yttrar sig som spikar i spektrumet. Denna strålning kallas för karaktäristisk eftersom olika metalliska element avger karaktäristisk röntgen med olika våglängder, så spikarna är karaktäristiska för det elementet.

Scenario 3. Den högenergiska elektronen kolliderar med en atomkärna (eller mer precis avlänkas av det elektriska fälltet nära en kärna). Vid en sådan kollision byter elektronen riktning och förlorar en del av sin rörelseenergi vilket avges direkt som en röntgenfoton. Vid dessa kollisioner är inte röntgenstrålningen bunden till att ha en viss våglängd utan kan erhålla nästan vilken våglängd som helst och dessa kollisioner resulterar därför i ett kontinuerligt spektum av röntgenstrålning. Denna komponent av röntenspektrumet kallas för "bromsstrålning".

EDIT:

Ska vi generösa i läsningen av bokens formulering

Elektronernas rörelsenergi kan överföras till elektronerna i metallen eller sändas ut som en eller flera fotoner med varierande energi

så handlar första halvan

Elektronernas rörelsenergi kan överföras till elektronerna i metallen eller sändas ut som en eller flera fotoner med varierande energi

om scenario 2. Första steget till karaktäristisk röntgen.

Medan 

Elektronernas rörelsenergi kan överföras till elektronerna i metallen eller sändas ut som en eller flera fotoner med varierande energi

Handlar om bromsstrålning. Scenario 3.

"Vid en sådan kollision byter elektronen riktning och förlorar en del av sin rörelseenergi vilket avges direkt som en röntgenfoton." hur kan mv²/2  direkt avges som elektromagnetisk strålnig?

och både scenario 2 och 3 handlar om kollisoner så varför är det bara den ena som gör att elektronen exciterar?

edit: såg nu att 3 var kollison med atomkärnan och inte elektronen... sorry

Ha en fin dag skrev:

"Vid en sådan kollision byter elektronen riktning och förlorar en del av sin rörelseenergi vilket avges direkt som en röntgenfoton." hur kan mv²/2  direkt avges som elektromagnetisk strålnig?

Den första mekanismen som alstrar elektromagnetisk strålning som de flesta lär sig om är deexcitation av diskreta bundna tillstånd hos elektroner.

Deexcitation är en historiskt och praktisk viktig mekanism eftersom den (1) är det mest lättillgängliga kvantmekaniska fenomenet och (2) är förhållandevis lätt att modellera matematiskt med Planckrelationen ΔE= hf. De två primära deexcitationsfallen man studerar i gymnasiet är färgglada emissionen från varm gas och  plasma samt karaktäristisk röntgen. 

Deexcitation mellan bundna tillstånd är dock bara ett specialfall av en mycket mer generellt mekanism vilket är att accelleration av laddade partiklar alltid alstrar elektromagnetisk strålning. (Detta avser acceleration i generell bemärkelse av både fartökning, fartminskning, bankrökning, eller osccillation).

Detta sker alltid men för att modellera mängden eller frekvensem hos strålningen som alstras krävs olika modeller i olika domäner beroende på om laddningarna är bundna, fria, bromsar eller oscillerar.

Vid en deexcitation korresponderar övergången mellan två banor mot en stor accelleration när fallet ner en lägre bana ger elektronen en högre hastighet. Det är accelerationen som är associerad med emissionen.

Bromsstrålning av röntgentyp sker vid en rak inbromsning av en elektron.

Radiovågor alstras i antenner när laddningar oscillerar fram och tillbaka i en ledare och vid varje tvärvändning sänder ut eb foton.

Mikrovågor alstras i magnetroner när elektroner accelleras i starka magnetfält så att de löper runt o små cirklar/spiraler och i processen sänder ut mikrovågor.

Det som förenar all elektromagnetisk strålning är inte bara att de är vågor i samma fält utan även att de alla alstras av denna fundamentala accelerationsmekanism

-----------

Men vad har acceleration hos laddningar med strålning att göra?

Det är mer svårutrett. I grunden kommer det av att laddningar aldrar ett elektriskt fält runt sig rent passivt och när de rör sig med konstant hastighet alstrar de magnetfält (av samma typ som cirkelfältet runt en rak ledare). Dessa lokala fält avtar mycket snabbt så en stillastpende laddnings inverkan på fältet är väldigt lokalt.

Vid en accelleration sker förvrängningen av det elektriska fältet runt en laddning på en invecklat sätt så att en våg i fälten uppstår som kan  färdas bort från laddningen. Denna våg är ljus.