forum.hcrs.at

[Mr_Fox]

Also ich war ziemlich verblüfft als ich das hier sah:

http://www.nature.com/nature/videoarchive/x-rays/

Ich glaub das einfach nicht, bis das jemand nachgemacht hat.
Ich hoffe jemand hier könnte sich der Sache mal annehmen. Braucht ja "nur" ein Hochvakuum, Motor und Klebeband

Vielleicht probier ich das mal, aber meine Pumpe geht nur bis 20mbar

Viele Grüße
Dominik

[uli.paul]

Jo mei.

Eine kürzere Version, aber nicht viel weniger aussagekräftig findet sich hier http://www.spiegel.de/video/video-38804.html

Allerdings zeigt dieses Video nur den Effekt (na ja, man muss es glauben) und nicht die Detailaufnahmen der Abrisse der Fasern des Klebers beim Abrollen wie das oben angeführte.

Nun gut, die Triboelektrizität ist schon lange bekannt - aber offensichtlich noch nicht genügend untersucht. Warum nicht, weiß ich auch nicht. Wo doch jeder das - für mich faszinierende - blaue Leuchten beim Aufreißen eines Umschlags feststellen kann. (Warum mich das so fasziniert? Es sieht verdammt ähnlich wie die Tscherenkov-Strahlung aus, die in Atomreaktoren entsteht. Es ist dieses schöne, transparente - aber gleichzeitig eine räumliche Tiefe habende - Leuchten.

(Anmerkung: Wenn jemand nicht verdammt gute Beziehungen hat, dann wird er dieses Leuchten niemals persönlich erleben. Dazu muss man nämlich in einen Forschungsreaktor - in den Raum, in dem auch die Brennstäbe sich befinden - kommen während der Reaktor läuft. Ich war in einem Forschungsreaktor und habe die Strahlung mit eigenen Augen gesehen.)

Aber zurück zur Triboelektrizität. Kann sie Röntgenstrahlen erzeugen? Eine vereinfachte Form der Frage ist: Kann sie Elektronen auf mehrere MeV beschleunigen (denn nur dann entstehen Röntgenstrahlung)?

Anmerkung: Eines wissen wir aus der Beobachtung: genügend beschleunigen können sie sie damit blaues Licht entsteht - warum eigentlich immer blaues? Rotes wäre doch für Liebesbriefe viel besser geeignet.

Und jetzt eine einfache Rechnung:

Ich habe einen Kleber, der durch seine Trennung 20kV aufbaut - das werden wohl alle Teslatrafo-Fans als eine akzeptable Untergrenze dafür nehmen ab wann ein Funke bei diesen Strecken überspringt. Sprich, ab wann das Leuchten auftritt. Aber nun bringen wir einen zusätzlichen Faktor hinein. Nämlich die Bewegung des Klebebandes und das Verhalten des Klebers. Da entstehen kurzzeitige Ladungsverschiebungen, die sie sich räumlich im mikroskopischen Bereich abspielen.

Ach ja: Für Röntgenstrahlung braucht es - wie in klassischen Röhren - ein Bremstarget? Oder eine Synchrotonquelle? Wie wäre es mit einem einfachen Blitz?

Auch diese erzeugen Röntgenblitze - allerdings kurz vor der eigentlichen Blitzentladung. Nicht während - das ist belegt.

Genug Stoff, sich zu wundern.
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Jeder Schwachkopf kann behaupten - aber nur wenige können beweisen.

[Steve]

Na,
mit Röntgenstrahlung kenn ich mich ja jetzt gar nicht aus, ich dachte bloß immer, daß die beschleunigten Elektronen dann auf eine Kupferfläche oder so auftreffen müssen (das war das Bremstarget, richtig?).
Insofern wundere ich mich.
Und ich wundere mich über die Effizienz, die auch diese Herren erwähnen.

Aber ansonsten - Spannung is genug da, Hochvakuum auch, das sind ja schon gute Zutaten. Und offenbar funktioniert´s besser als man erwarten würde. Cool.
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Grüße, Stefan

[Mr_Fox]

Was mich aber auch interessieren würde falls das ganze erfunden ist: Welchen nutzen würden die Herren daraus ziehen, sich so zum Narren zu machen bzw. bekannt zu werden?

Ich finde das wie gesagt auch nciht sehr glaubwürdig, das kauf ich denen erst ab wenn jemand anderes es nachgemacht hat. Man stelle sich nur vor ein Astronaut im Weltraum, wenn der ne Kleberolle dabei hat... am besten noch das breite Paketband

Aber was die da brabbeln klingt auch ziemlich aufgesetzt, z.B.
Seth Putterman
(http://www.physics.ucla.edu/research/putterman/index.html)
faselt was von "spectacularly catastrophic events", was immer das sein soll...

[Steve]

Moooment, ich habe nicht gesagt, daß ich das nicht glaube. Ich wundere mich zwar, aber die Geschichte erscheint mir durchaus seriös.
Wie das Ganze dann funktionieren kann weiß ich aber echt nicht.

Da wäre bereits alleine die Teilfrage zu kären:
Wenn ich eine Tesarolle abrolle, was lädt sich dann wie auf und was machen die Ladungen dann - bewegen die sich weiter oder was... Selbst an dieser Frage würde ich ohne Versuche wohl bereits scheitern müssen.

Ich habe nur die Vermutung, daß sich Film- und Kleberschicht entgegengesetzt aufladen (Ladungstrennung) und vielleicht unter Hochvakuum portionsweise (weil die Aufladung ja auch ungleichmäßig stattfindet) rekombinieren.
Bei der Rekombination könnten dann die Elektronen vielleicht in dem Empfängermaterial die Röntgenstrahlung erzeugen. Möglicherweise ist es gar nicht nötig, daß auf "Empfangsseite" irgendwelche bestimmten, besonderen Atome warten, um Rö zu erzeugen. Vielleicht reichen ja die Atome, die bereits im Tesafilm drinstecken.

Ach, keine Ahnung.
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Grüße, Stefan

[uli.paul]

Hi, um es gleich vornweg zu sagen: Ich habe keine Versuche mit Klebeband unternommen, sondern nur meine Beobachtungen mit Briefumschlägen gemacht. Beim Aufreißen habe ich wohl Trennungsgeschwindigkeiten (zwischen den zwei Teilen des Umschlags) von 1-10mm/s erreicht. Selbst wenn ich dabei eine Aufladung von 20kV voraussetze, dann reicht das niemals für Röntgenstrahlung - oder doch?

Neben dem "normalen" Verfahren ein Target mit Elektronen zu beschießen gibt es aber noch eine zweite Möglichkeit Röntgenstrahlen zu erzeugen: Die Elektronen sehr schnell in ihrer Bahn abzulenken, bzw. ihren Geschwindigkeitsvektor zu verändern. Ob das nun die Geschwindigkeit selbst ist oder nur ihre Richtung ist ist irrelevant - die Änderung macht es.

Zurück zum Umschlag. Wenn ich folgendes postuliere:

1.) Der Klebstoff bildet dünne "Härchen" beim Aufreißen, die in der Mitte der Trennschicht schließlich so dünn sind, dass sie reißen.

2.) Der Klebstoff hat eine recht hohe Oberflächenspannung, sodass die Härchen sich sehr schnell auf ihre entsprechende Oberfläche zurückziehen.

3.) Der Klebstoff verhält sich mikroskopisch wie eine Flüssigkeit.

Dann erscheint es mir nicht unwahrscheinlich, dass - neben dem blauen Licht, das jeder beobachten kann - auch höherenergetische Strahlung entstehen kann. Der Mechanismus könnte so aussehen:

Im Augenblick des Durchreißens der Kleberfäden ziehen sich Spitzen sehr schnell zurück. In ihnen ist eine große Anzahl von Ladungen konzentriert (siehe Corona-Effekt). Diese Ladungen werden nun extrem beschleunigt, weil sie ja im Kleberfaden an der Spitze gespeichert sind. Wenn ich annehme, dass ich die Kleberfäden auf 0,5mm ausdehnen kann bevor sie reißen und sie dann innerhalb von 0,5µs zusammengesunken sind, dann haben sie eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 500µm/500ns=1000m/s. Das ist weit unter einer relativistischen Geschwindigkeit.

Aber das Modell berücksichtigt noch nicht Ladungsverschiebungen innerhalb der "Härchen", die aber stattfinden muss, da sie ihre Spitze verlieren und sich immer mehr einer Kugelform annähern.

Fazit: Von der Hand weisen möchte ich die Ergebnisse nicht. Sie scheinen mir plausibel. Was aber nicht heißt, dass ich für ihre Korrektheit geradestehen will oder werde.
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Jeder Schwachkopf kann behaupten - aber nur wenige können beweisen.

[Robert-Diart]

@ Mr_Fox:
da wäre noch ein ganz profanes problem, wo offenbar noch niemand dran gedacht hat:
das NÖTIGE, extrem hohes vakuum!
mit 20 mbar kommst du da nicht weit. die elektronen müssen durch die spannung sehr stark beschleunigt werden, um dann beim auftreffen auf die anode (oder target) die röntgenstrahlung frei zu setzen.
wegen der nötigen beschleunigung sind die hohen spannungen auch nötig.
bei 20 mbar sind da aber noch viel zu viele luftmoleküle!
das ist dann so, als wolltest du im morgendlichen berufsstau einen neuen hochgeschwindigkeits-weltrekord aufstellen.
meines wissens nach ist beginnt ein geeignetes vakuum erst ab 10^-9bar (10^-4 pascal) abwärts!
@ uli-paul:
was dieses leuchten anbelangt, ein ähnliches phänomen ist bei zuckerwürfeln bekannt:
wenn man die augen ein wenig an dunkelheit gewöhnt und dann 2 zuckerstückchen kräftig aneinanderreibt, dann leuchten sie blau!
hab ich schon selber ausprobiert.
es sieht aus wie eine koronarentladung.
wenn das leuchten tatsächlich durch eine hohe reibungspannung erzeugt wird, dann kann man aus gepresstem zucker vielleicht ein rad formen und einen elektrostatischen hochspannungsgenerator damit bauen?
was die röntgenstrahlung bei blitzen anbelangt, da weiss man noch zu wenig drüber, um sie praktisch zu nutzen.
russen gelang sogar der nachweis von gammastrahlung!

[rue]

Bei dem gezeigten Versuch leuchtet ja nicht das Vakuum oder das Klebeband selbst,
sondern der daneben angebrachte Szintillator. Die im Szintillator verwendeten
Materialen sind deswegen so gewählt, dass sie blau leuchten um kompatibel mit gängigen
Photomultiplier-Röhren zu sein. Die dort als Photokathode verwendete Bialkali-Schicht
hat ein Empfinlichkeitsmaximum bei ca. 410nm Wellenlänge, also blauem Licht.

Prinzipiell entsteht Röntgenstrahlung schon beim Bremsen von Elektronen mit einer Energie >30keV.
Deshalb ist das auch die zulässige Obergrenze für die Beschleunigungsspannung bei Bildröhren.
Das bei 40kV bereits nutzbare Röntgenstrahlung ensteht, zeigt anschaulich das Projekt
von HC, siehe http://www.hcrs.at/ETUBE.HTM.

Was mit schon etwas sonderbar vorkommt, ist die Intensität des blauen Leuchtens.
Das sieht nach einigen mW aus. Interessant wäre, wieviel Energie denn das
Abrollen des Klebebandes so braucht um auf einen Wirkungsgrad schließen zu können
bzw. um abschätzen zu können ob das ein Schwindel sein kann...

Dass das mit dem Klebeband hinzukriegen sein soll finde ich sehr interessant. Ist vielleicht
eine Anregung zum Nachstellen des Versuchs für HC

[uli.paul]

Ob zur Erzeugung der Röntgenstrahlen tatsächlich ein (Hoch-)Vakuum notwendig ist? Da bin ich mir nicht so sicher. Denn es müssen ja nicht freifliegende Elektronen sein, die durch Abbremsung die Strahlung erzeugen. Sie können doch genausogut sich in einem elastischen Medium befinden. (Wie ich oben schon ausgeführt habe.)

Dass die meisten Szintillatoren im blau-grünen Bereich leuchten hat einfache Gründe: Hochauflösende SW-Filme sind in dem Bereich besonders empfindlich - auf Kosten der Empfindlichkeit im roten Bereich. Aber Röntgenbilder sollen hochauflösend sein - und nicht farbtreu. In modernen elektronischen Detektoren wird der "Phosphor" der Technologie des Kamerachips angepasst. Bei Silizium also eher ins rötlich-gelbe. Bei Tellur sogar ins nahe Infrarot.

Anmerkung (bezieht sich auf den Stand der Technik. Nicht auf physikalische Möglichkeiten.):
Es gibt keine dominierende Technologie für Röntgen-Kamera-"Chips", denn es gibt keine Methode Röntgenstrahlen zu fokussieren. Jedenfalls keine praxistaugliche. Also müssen die "Chips" mindestens so groß sein wie das Aufnahmefeld. Und der Brustkorb eines ausgewachsenen Mannes kann locker ein Feld von 40x40cm erfordern. So groß muss also der "Chip" sein. Bei 4000x4000 Pixeln ergibt das (bei 256 Graustufen) 16MB pro Bild - wobei die Auflösung nur bei 0,1mm liegt. Aber so große Arrays (Chips) sind nur sehr schwer mit vernünftiger Ausbeute zu fertigen. Deshalb hat sich noch keine Technologie eindeutig durchgesetzt.


Ach ja: Der Energieaufwand beim Abwickeln. Die Forscher schreiben, dass der Film mit "normaler" Geschwindigkeit abgerollt wurde, also einer mit der auch der Benutzer ihn von der Rolle abzieht. Das würde so 3-10cm/s bedeuten. Ich weiß bloß nicht was für eine Marke sie verwendet haben. Scotch-Tape (das Original) rollt recht weich ab. Das von mir am meisten verwendete Produkt (NoName) ist um Faktoren schwerer abzurollen. Manchmal ziehe ich 30cm aus dem Spender obwohl ich nur 15cm brauche - am Anfang geht es schwer und dann flutscht es viel zu leicht.

Für Vorversuche kann Planck (der eigentlich mit Vornamen Marx hieß
http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,549404,00.html ) wertvolle Anhaltspunkte liefern. Man braucht nicht ungedingt Röntgenstrahlen beobachten. Es reicht wenn man im sichtbaren Spektrum ein paar Messwerte bei verschiedenen Wellenlängen vornimmt. Dann läßt sich abschätzen, ob und wieviel Röntgenstrahlung entsteht.
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[Robert-Diart]

zitat: "Ob zur Erzeugung der Röntgenstrahlen tatsächlich ein (Hoch-)Vakuum notwendig ist? Da bin ich mir nicht so sicher. "
gut ein blitz beschleunigt die elektronen mehr oder weniger "mit gewalt"
dass ist dann so, als wenn man mit'm LEO im morgendlichen berufsstau unterwegs ist und dann mal eben 'n bisschen gas gibt....
sind denn ergebnisse über die erreichbaren strahlendosen bei blitzen bekannt?
blitze kann man ja auch künstlich erzeugen, warum dann der hantier mit den röntgenröhren und UHV-anlagen?
und wie sieht es mit kontinuierlichen lichtbögen aus?
(die armen schweisser....)

[uli.paul]

Hi,

ich weiß nur eines: bei Blitzen gibt es hochfrequente Strahlungen kurz vor der eigentlichen Entladung. Diese sind sogar energetisch höher als die sichtbare. Aber ob da Röntgenstrahlen entstehen weiß ich nicht.

Zu den Röntgenstrahlen muss man aber auch anmerken: Sie sind nicht alle gleich, es gibt weiche und harte. Ebenso wie es weiches und hartes Licht gibt (z.B. IR und UV - oder auch die verschiedenen UV-Typen untereinander).

Und auch der Begriff "ionisierende Strahlung" ist mit der gleichen Vorsicht zu gebrauchen wie "krebserregende Substanz": Diese Aussagen implizieren etwas, das nicht gegeben ist. Eigentlich sollte immer "unter bestimmten Umständen", "bei bestimmten Konstellationen" oder "bei bestimmten Testobjekten" dabei stehen.

Als "ionisierende" Strahlung ist eine definiert, die potentiell ein Molekül oder ein Atom eines Elektrons berauben kann. Dummerweise machen das gerade Moleküle ständig - die Wasserstoffbrückenbindung ist eine fundamentale Kraft, die erst komplexere Organismen entstehen lassen. Aber auch Benzin - damit keine Arroganz aufkommt.

Aber dass das Experiment soviel Aufsehen erregt hat hat doch ein Gutes: Jetzt gucken mehr Leute auf die Triboelektrizität. Und betrachten sie vielleicht mit neuen Augen.
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Jeder Schwachkopf kann behaupten - aber nur wenige können beweisen.

[Robert-Diart]

@uli paul:
mit "kurz vor"
meinnst du also die entstehung von röntgenstrahlung unmittelbar vor der SICHTBAREN entladung?
dann entsteht die strahlung beim ionisationsprozess (stossionisation)
welche dem (weit besser) sichtbaren blitz vorrausgeht.
gut, das ist einleuchtend.
dann müssten evtl. korona-oder andere HV-entladungen auch röntgenstrahlung emittieren?
app ionisierend &krebserzeugend :
dieser zusammenhang kommt daher, das durch ionisationsprozesse die DNA -gelinde gesagt- durcheinandergewirbelt wird , was zu mutationen, wie etwa krebs -, führen kann. ....

[Andi]

[Mr_Fox]

Auf youtube ist inzwischen ein Video drin von jemandem der das offensichtlich ausprobiert hat:

http://www.youtube.com/watch?v=J3i8oRi0WNc

Also mit Diffusionspumpe sollte da schon was gehen, mit Drehschieber wohl nur ein bisschen leuchten.

[Robert-Diart]

@ andy:
sicher entstehen auch radikale,
es werden eben ALLE molekühle durch die strahlung zerfetzt.
egal ob DNA, kunststoff, beton , oder wasser.
die dadurch entstehenden radikale tun dann noch ihr übriges!