Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 16. Band; 

 <ler ganzen Reihe 32. Band. 



Sonntag, den 23. September 1917. 



Nummer 38. 



[Nachdruck verboten.] 



Kristallstruktur und Rontgenstrahlen. 



Von Dr. K. Schutt, Hamburg. 

 Mil 13 Abbildungen im Text. 



Nachdem Rontgen im Jahre 1895 die nach 

 ihm benannten Strahlen entdeckt und zugleich 

 alle wesentlichen Eigerschaften derselben gefunden 

 hatte, war es von grofiem Interesse festzustellen, 

 welches die Natur der Strahlen ware. Die Tat- 

 sache, dafi sich unter geeigneten Umstanden eine 

 Polarisation und Spuren einer Beugung nach- 

 weisen liefien, machten es wahrscheinlich, dafi die 

 Strahlen dem Licht wesensverwandt, also elektro- 

 magnetische Wellen waren ; doch wurde ein sicherer 

 Nachweis hierfur erst erbracht durch die 1912 auf 

 Anregung Lane's angestellten Beugurigsversuche 

 an Kristallen. Der Erfolg, den der Gedanke 

 Laue's, das regelmaflige feine Gefiige eines 

 Kristalls als Gitter zu benutzen, nach den ver- 

 schiedensten Seiten gehabt hat, ist ganz aufier- 

 ordentlich. VVir sind jetzt nicht nur iiber den 

 transversalen Wellencharakter der Rontgenstrahlen 

 genau orientiert; wir sind auch imstande, ihre 

 Wellenlange (etwa 8 Oktaven mogen bekannt sein) 

 zu messen, ja die Rontgenstrahl- (Hochfrequenz-) 

 Spektren einer ganzen Reihe von Elementen, die 

 wir als Antikathode in einer Rontgenrohre an- 

 bringen, genau festzulegen; mit andcren Worten, 

 es hat sich fur die Rontgenstrahlen eine Spektro- 

 graphic und Spektrometrie, wie sieseit langer Zcit 

 schon fur das sichtbare Licht besteht, entwickelt. 

 Ferner hat uns L a u e in den Rontgenstrahlen ein hin- 

 reichend feines Mittel kennen gelehrt, um den Ban 

 der Kristalle zu erforschen, den Abstand der 

 Atome in ihnen genau auszumessen und ihre 

 gegenseitige Lage zu ermitteln. Im folgenden soil 

 auf die Erforschung des Feinbaues der Kristalle*) 

 und, soweit es erforderlich ist, auf die Spektro- 

 metrie der Strahlen naher eingegangen werden. 



I. Lafit man auf ein Beugungsgitter Licht 

 fallen, dann sieht man auf einem dahinter stehen- 

 den Schirm zunachst das gerade hindurchgehende 

 Licht und zu beiden Seiten die Beugungsspektren 

 I., 2, 3. usw. Ordnung. Zur Erklarung der Er- 

 scheinung nimmt man mit Huyghens an, dafi 

 von jedem Punkt der Gitteroffnungen Elementar- 

 wellen ausgehen und miteinander interferieren. 

 In ganz bestimmten Richtungen, in denen namlich 

 der Gangunterschied eine Wellenlange I oder ein 

 ganzes Vielfaches davon betragt, verstarken sich 

 die Strahlen, wahrend sie in alien iibrigen sich 

 gegenseitig vernichten. Die Gitterkonstante a 

 (Abstand zweier benachbarter Gitteroffnungen) 

 muS in einem bestimmten Verhaltnis mit I stehen; 

 ist a grofi gegen A, dann liegen die Beugungs- 



spektren so dicht neben dem gerade hindurch- 

 gehenden Licht, dafi man iiberhaupt nichts von 

 der Beugung bemerkt ; ist a gleich /., dann wird 

 schon das erste Beugungsspektrum um 90 ab- 

 gelenkt und man nimmt wieder nur das direkt 

 hindurchgehende Licht wahr. Nimmt man statt 

 eines Strichgitters ein Kreuzgitter z. B. feinen 

 Seidenstoff oder Miillergaze, dann treten die Beu- 

 gungsspektren nicht nur rechts und links, sondern 

 auch oben und unten und in den beiden diagonalen 

 Richtungen auf. Stellt man eine Reihe von Kreuz- 

 gittern in gleichen Zwischenraumen ,,ausgerichtet" 

 hintereinander und zieht noch ein drittes System von 

 Faden senkrecht in den beiden ersten, dann er- 

 halt man ein Raumgitter. Auch hier tritt in 

 ganz bestimmten Richtungen eine Verstarkung 

 des Lichtes durch Interferenz ein. Da indessen 

 eine weitere einschrankende Bedingung durch die 

 raumliche Anordnung des Gitters hinzukommt, 

 so gibt es nicht mehrfiir jede Wellenlange, son- 

 dern nur fur einige ausgewahlten solche Richtungen, 

 in denen Verstarkungen stattfinden. Das Raum- 

 gitter wahlt sich aus der Gesamtheit 

 der au ffallenden Well en Ian gen einzelne 

 seinen Abmessungen entsprechende aus 

 und wir ft sie in bestimmten Richtungen 

 in den Raum hi n aus. 



Schon Bravais hat 1850 die Vermutung aus- 

 gesprochen, dafi die Atome eines Kristalls in einem 

 Raumgitter angeordnet waren ; sie bilden die Gitter- 

 eckpunkte des eben geschilderten Gitters. Abb. lA 

 zeigt aufierordentlich vergrofitert den Aufbau eines 

 Steinsalzkristalls, wie er unter Benutzung der 

 Rontgenstrahlen erforscht ist (siehe unter 4) und 

 als sichergestellt angesehen werden kann. Die 

 schwarzen und weifien Kreise geben die Lage der 

 Na- und Cl-Atome in den Ecken der kleinen 

 Elementarwurfel an, deren Kante von der Grofien- 

 ordnung 3- io~ 8 cm ist. Fallt ein Biindel Rontgen- 

 strahlen (Wellenlange io~ 8 bis io~9 cm) senkrecht 

 zur Vorderflache auf, so werden die von den 

 Strahlen getroffenen Atome des Raumgitters zu 

 Schwingungszentren und die von ihnen ausgehenden 

 Wellen interferieren miteinander und liefern auf 

 einer senkreckt zum Primarstrahl aufgestellten 

 photographischen Platte das Rontgenogramm 

 (s. Abb. 10 u. 11). Die von Laue 1 ) stammende 

 mathematische Behandlung dieser Beugungsvor- 

 gange ist nicht ganz einfach. Anschaulicher und 

 leichter verstandlich ist die Bragg'sche Auf- 



*) S. auch Naturw. Wochenschr. XIII (1914) S. 70. 



') Jahrb. d. Radioaktivitiit u. Klektronik XI, 308(1914): 

 M. v. Laue, Die Interferenzerscheinungcn an Rontgenstrahlen. 



