2 Röntgenstraling

Röntgenstraling wordt in de medische wereld vaak toegepast, denk maar aan röntgenfoto's bij botbreuken. Ook een CT-scan wordt met behulp van röntgenstraling gemaakt. In dit hoofdstuk maak je kennis met de natuurkundige principes achter de röntgenfoto en de CT-scan, maar eerst kijken we terug in de tijd.

Een stukje geschiedenis

In het jaar 1895 is Wilhelm Röntgen (1845-1923) aan het experimenteren met een kathodestraalbuis. Dit is een buis waarin aan de ene kant een gloeidraad zit (de kathode) en aan de andere kant een metalen plaat (de anode). Als de

gloeidraad wordt verhit, komen daar elektronen vanaf. Die elektronen kunnen met behulp van een hoge spanning naar de anode 'geschoten' worden. Als Röntgen bezig is, ziet hij een lichtflits in de buis. Vervolgens verlaagt hij de druk in de kathodestraalbuis; de lichtflits die hij dan ziet, is blauw. Bij verdere verlaging van de druk, naar bijna vacuüm, verdwijnt de zichtbare lichtflits. Röntgen denkt wel dat er nog energie wordt overgedragen van de kathode naar de anode, maar hij kan er niet precies de vinger op leggen hoe. Wel valt hem op dat een plaat die ingesmeerd is met een bariumplatinacyaanzuur-verbinding 'oplicht.' Het lijkt of er licht van de plaat afkomt, telkens als hij de kathodestraalbuis aanzet. Dit vraagt om nader onderzoek. Röntgen plakt de buis af met zwart karton om er zeker van te zijn dat er geen licht meer op de plaat kan komen, en toch blijft de plaat 'oplichten'. Hiervoor moet een nieuw soort straling verantwoordelijk zijn. Deze straling is niet zichtbaar, maar ligt wel aan de kant van violet in het zichtbare spectrum. Röntgen noemt deze straling "X-stralen". Dit naar analogie met de wiskunde, waarin de onbekende ook altijd x genoemd wordt.

Röntgen experimenteert verder met zijn X-stralen en het blijkt dat de straling door heel veel materialen heen gaat. Zelfs door zijn huid en spieren, als hij zijn hand tussen de kathodestraalbuis en de met bariumplatinacyaanzuur-verbinding geprepareerde plaat houdt. Wat opvalt, is dat de straling niet door zijn botten heen gaat. Hij krijgt een schaduwafbeelding van zijn skelet op de plaat te zien. Hierna maakt hij een foto van de hand van zijn vrouw: de allereerste röntgenfoto!

Opdracht

1. Leg met behulp van een tekening in je schrift uit hoe je een schaduwafbeelding van je skelet op een röntgenfoto krijgt, en niet een 'gewone' foto.

Toepassing

In 1901 krijgt Röntgen de Nobelprijs voor zijn ontdekking.

Nadat de eerste röntgenfoto's zijn gepubliceerd, neemt de toepassing ervan een grote vlucht. Niet alleen in medische kringen wordt het nieuwe middel gebruikt; al snel zijn er allerlei toepassingen van het 'wonderapparaat'. Schoenverkopers schaffen een klein röntgenapparaat aan om de maat van je schoenen goed te kunnen vaststellen en ga zo maar door.

Nu men voor het eerst in een levend lichaam kan kijken, gaat men voor allerlei onderzoek de X-stralen toepassen. Zie het filmpje van het onderzoek van de bewegingen van een schouder van Prof. Dr. R. Janker uit 1930.

Kijkvragen bij de film

1. Als je een röntgenfoto bekijkt, zie je wit gekleurde botten. In de film zijn de botten van de man echter zwart. Leg uit hoe dat komt.
2. De man in beeld wordt eerst gewoon opgenomen, en later zijn dezelfde opnames met röntgenstraling gemaakt. De hele film duurt ongeveer 9 minuten. Vind je dat verstandig? Leg uit.
3. Kan een dergelijke film nu nog een keer gemaakt worden? Zou het mogen?

Colofon

Het arrangement 2 H2 Röntgenstraling is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

Auteur: Bètapartners Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd: 2015-05-08 11:49:00
Licentie: Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat

het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken

voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

Dit materiaal is achtereenvolgens ontwikkeld en getest in een SURF-project (2008-2011: e-klassen als voertuig voor aansluiting VO-HO) en een IIO-project (2011-2015: e-klassen&PAL-student). In het SURF project zijn in samenwerking met vakdocenten van VO-scholen, universiteiten en hogescholen e-modules ontwikkeld voor Informatica, Wiskunde D en NLT. In het IIO-project (Innovatie Impuls Onderwijs) zijn in zo’n samenwerking modules ontwikkeld voor de vakken Biologie, Natuurkunde en Scheikunde (bovenbouw havo/vwo). Meer dan 40 scholen waren bij deze ontwikkeling betrokken.

Organisatie en begeleiding van uitvoering en ontwikkeling is gecoördineerd vanuit Bètapartners/Its Academy, een samenwerkingsverband tussen scholen en vervolgopleidingen. Zie ook www.itsacademy.nl

De auteurs hebben bij de ontwikkeling van de module gebruik gemaakt van materiaal van derden en daarvoor toestemming verkregen. Bij het achterhalen en voldoen van de rechten op teksten, illustraties, en andere gegevens is de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met de programmamanager van de Its Academy (zie website).

Gebruiksvoorwaarden: creative commons cc-by sa 3.0

Handleidingen, toetsen en achtergrondmateriaal zijn voor docenten verkrijgbaar via de bètasteunpunten.

Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

Toelichting: Deze les maakt onderdeel uit van de e-klas 'Medische beeldvorming' voor havo 4 en 5 voor het vak natuurkunde.
Leerniveau: HAVO 4; HAVO 5;
Leerinhoud en doelen: Natuurkunde;
Eindgebruiker: leerling/student
Moeilijkheidsgraad: gemiddeld
Trefwoorden: e-klassen rearrangeerbaar

Downloaden

Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

Metadata

Metadata overzicht (Excel)

LTI

Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

Arrangement

IMSCC package

Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

IMSCC package

Meer informatie voor ontwikkelaars

Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.