Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 44. 31 okt. 1942 Röntgenstrålarna och deras användning - Röntgenstrålars spridning och interferens, av I. Waller
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
gramlinje och som direkt bestämmer svärtningen på
filmen, erhålles genom att dividera det föregående
uttrycket med den motsvarande cirkelns längd, dvs.
med 2 jr R sin 2 &, där R är filmens avstånd från
preparatet.
Polarisationsfaktorn P, strukturfaktorn S
(korrigerad för värmerörelsen enligt d) och en
"Lorentz-faktor" L äro karakteristiska för intensitetsformler
även vid andra experimentella anordningar.
För mycket små kristallfragment få linjerna på ett
pulverdiagram en märkbar bredd, enär
interferens-riktningarna då ej äro fullt skarpt definierade.
Beträffande sambandet mellan linjebredd och
partikelstorlek har mycken diskussion förts. En exakt
formel för detta samband har nyligen givits (Waller:
Nova Acta Reg. Soc. Ups. 1939).
d. Inverkan av atomernas värmerörelse. I en
kristall äro atomerna till följd av värmerörelsen aldrig i
vila, de vibrera kring de geometriska gitterpunkterna.
Dylik värmerörelse förefinnes t. o. m. vid absoluta
nollpunkten (nollpunktsrörelsen). Beräkningen av
värmerörelsens inverkan på interferensfenomenet är
ganska invecklad, och jag skall här endast ånge några
viktiga resultat av teori och experiment. Den i
praktiken viktigaste konsekvensen av värmerörelsen är en
skenbar minskning av atomfaktorerna F. Teorin
visar i själva verket, att dessa skola ersättas med
Fw=Fe~M, (20)
där e"u är värmefaktorn för det ifrågavarande
atomslaget. M kan uttryckas i formeln
oin2 (hI
M=8ni -.,> ui (21)
där u är den mot de reflekterande atomplanen
vinkelräta komponenten av atomens förflyttning till
följd av värmerörelsen och u- tidsmedelvärdet därav.
För kristaller med kubisk symmetri är u2 oberoende
av riktningen. För dylika kristaller med en basatom
kunna tämligen noggranna värden på u1 och därmed
M beräknas. Man inför ofta i praktiken den grova
approximationen, att e~ M antas lika för alla atomer
och därigenom ger en särskild faktor i
intensitetsformlerna.
Genom de noggranna intensitetsmätningar, som
utförts av R, W. James jämte medarbetare på W. L.
Braggs dåvarande laboratorium i Manchester, har det
varit möjligt att noggrant pröva teorin. Genom den
teoretiska bearbetningen av dessa mätresultat har
det varit möjligt att beräkna ett medelvärde av
atomamplituderna även för en kristall med två olika
basatomer, nämligen NaCl, varvid följande
medelvärden erhållits av Waller och James för
rumstemperatur: För Na: j/P— 0,1)38å. För Cl:. j/P = 0,1126
Å. Då avståndet mellan angränsande atomer är något
mindre än 3 Å, uppgå värmeamplituderna till en
ganska avsevärd del av atomavståndet.
Det har även varit möjligt att genom kombination
av teori och experiment verifiera nollpunktsrörelsens
existens (fig. 8).
Värmerörelsen ger även en annan effekt, som
under de sista två åren varit föremål för ett
intensivt studium i engelska och amerikanska laboratorier.
Effekten består däri, att till följd av värmerörelsen
extra interferensfläckar kunna uppstå på
röntgendiagram. De äro mera diffusa än de förut
nämnda "regulära" interferenserna men fullt tydliga.
Fenomenet synes först ha iakttagits av Friedrich för
mer än 20 år sedan. Att värmerörelsen kan tänkas
ge denna effekt påpekades av Faxén år 1923. På
nytt upptäcktes fenomenet av Preston år 1939. Med
användning av den sedan länge föreliggande utförliga
teoretiska behandlingen av värmerörelsens inverkan
på röntgenstrålars interferens har det varit möjligt
att i detalj redogöra för de nyare experiment som
utförts.
e. Extinktion. Mosaikkristall. Vid behandlingen
av interferensfenomen för kristaller med relativt stora
dimensioner ligger det synbarligen närmast till hands
att anta atomerna ordnade i ett fullt regelbundet
kristallgitter, dvs. att anta, att kristallen är en enda
ideal kristall. En teori grundad på denna
föreställning gavs av Darwin 1914 och några år senare av
Ewald. Ewalds metoder äro mera djupgående än
Darwins och ha varit mycket betydelsefulla för den
senare utvecklingen. Av dessa teorier kan man finna
gränserna för användbarheten av föregående
beräkning för en liten kristall.
Att hänsyn måste tagas till kristallens
utsträckning, om kristallen är tillräckligt stor, framgår
direkt därav, att intensiteten av röntgenstrålning, som
reflekteras av atomplan, som äro parallella med
kristallytan, starkt minskas vid inträngandet i
kristallen. Detta fenomen i en idealkristall benämnes
enligt Darwin primär extinktion. Den överstiger
avsevärt den vanliga absorptionen.
De teoretiska slutsatser, som grunda sig på att en
stor kristall är en idealkristall, överensstämma ej
med experimenten beträffande intensiteten av
inter-ferensstrålningen. Darwin leddes härav till den
uppfattningen, att verkliga kristaller äro uppbyggda av
små, var för sig regelbundna kristallblock
(idealkristaller). De olika blocken antagas emellertid ha
något olika orientering. Kristallen är som man säger,
en mosaikkristall.
Denna teori kan förklara den vid första påseendet
paradoxala omständigheten, att en utpräglad
mosaikkristall vid vridning genom reflexionsläget ger större
reflekterad intensitet än en fullt regelbundet byggd
kristall. Fenomenet förklaras därav, att för
mosaikkristaller reflexion kan ske över ett större
vinkel-område, enär olika kristallblock successivt komma i
reflexionsställning.
Vid en mosaikkristall förekommer jämte eventuell
primär extinktion inom de särskilda kristallblocken
även s. k. sekundär extinktion, som beror på
infallande strålningens försvagning genom den reflexion som
kristallblocken åstadkomma.
478
31 okt. 1942
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
