Die Röntgenoptik behandelt die Wechselwirkung zwischen Materie und Röntgenstrahlung, sowie deren Ausbreitung. Der Wellenlängenbereich von Röntgenstrahlung beträgt 0,1 pm (Pikometer) bis 10 nm (Nanometer). Die Röntgenoptik wird aber auch im Bereich der VUV-Strahlung, also bis zu 100 nm, angewendet. Es wird zwischen weicher und harter Röntgenstrahlung unterschieden. Der Bereich, in dem die Wellenlänge der Strahlung länger ist als 0,1 nm bis 0,5 nm (= Abstand der Atome im Festkörper) wird als weiche Strahlung bezeichnet. In diesem Bereich wird der Festkörper als homogenes Medium behandelt. Im gegenteiligen Fall, also wenn der Abstand der Atome im Festkörper größer ist als die eigentliche Wellenlänge, spricht man von harter Strahlung. Hierbei kommt es auf die atomare Struktur des Festkörpers an. Bei Röntgenlinsen tritt immer das Problem auf, dass es keine gänzlich strahlungsdurchlässigen Medien gibt und dadurch die Röntgenlinse stets so dünn wie irgend möglich gefertigt werden muss. Spiegel oder auch Fresnel- Zonenplatten sind da die einfachere Möglichkeit, um Röntgenstrahlen zu bündeln. Wobei bei Spiegeln wiederum die Schwierigkeit besteht die Oberflächenrauheit so klein zu halten, dass es nicht zu einer diffusen Streuung der reflektierten Strahlen kommt. Viele Röntgenspiegel brauchen eine viel planere Oberfläche, als herkömmliche Spiegel für sichtbares Licht. Bei harter Röntgenstrahlung kann auch ein Kristall in einem bestimmten Winkel und bei einer bestimmten Wellenlänge als Spiegel genutzt werden. Hierzu muss die konstruktive Interferenz der Wellen am Kristallgitter mit Hilfe der Bragg- Gleichung ausgenutzt werden. Es gibt diverse röntgenoptische Geräte wie z.B. Röntgendiffraktometer, Röntgenmikroskop, Röntgenteleskop, refraktive Röntgenlinsen etc.
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