7560513937

KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „STARY MŁYN 2012" 27 - 29 sierpnia 2012 r.

Z liczby Avogadra oznaczonej przez Perrina (1908) wynikało, że objętość atomu powinna

być rzędu 10^-23 cm³ (np. srebro Ag ma ciężar atomowy 107,9, gęstość p = 10,5—,

cm

objętość 1 mola V_m =    = 10,276cm³, a ponieważ liczba atomów w 1 molu

10,5—

cm

N. = 6,022 ■ 10²³ mol¹, więc objętość atomu V = — = 10*276    _ 1706 • 10“²³ cm³.

^{A    J    a} N_a 6,022-10²³

Stąd łatwo obliczyć, że odległość między atomami pojmowanymi jako małe sześcianiki powinna być rzędu 10~⁸ cm i dla srebra odległość ta powinna wynosić

d = “/\£ = ³Vl,706-10-²³cm³ = ³,/l7,06-1CT²⁴cm³ * 2,57 -10-⁸ cm.

Laue zwrócił uwagę, że teoria Sommerfelda wymaga, by promienie rentgenowskie - jeśli mają naturę falową - miały długości fali rzędu 0,1-h2 A, a więc jeszcze mniejsze niż powyższa odległość. Z doświadczeń Rutheforda wiedziano już, że atomy nie wypełniają szczelnie przestrzeni, a teorie krystalograficzne wymagały, by atomy (ewentualnie cząsteczki) były ułożone w kryształach prawidłowo następującymi po sobie warstwami, z których każda składałaby się z atomów ustawionych rzędami. Taka struktura powinna więc stanowić siatkę dyfrakcyjną dla promieni. Należało więc sprawdzić doświadczalnie, czy wiązka promieni rentgenowskich daje zjawiska dyfrakcyjne przy rozproszeniu przez monokryształ.

2. Max von Laue i równania dyfrakcji promieni rentgenowskich

Fizycy badali w tym czasie charakter światła. Wiedziano już, że światło przechodząc przez układ szczelin, zwanych siatką dyfrakcyjną, daje obraz widma. Wiedziano też, że widmo powstaje w wyniku ugięcia promieni świetlnych na krawędziach szczelin oraz interferencji promieni świetlnych. Takim samym badaniom próbowano poddać promienie X. Niestety bez efektu. Obraz interferencyjny nie powstawał. Niezależnie od tych badań, inni fizycy badali kryształy, a więc głównie kamienie szlachetne. Na podstawie tych badań wiedziano już, że kryształy to zbiór atomów lub innych cząsteczek ułożonych w uporządkowany sposób w formie siatki przestrzennej. Obie te wiadomości, zupełnie nieprzypadkowo, ale w wyniku umiejętności logicznego myślenia i kojarzenia wiedzy cząstkowej, połączył w 1912 roku niemiecki fizyk Max von Laue i zaproponował wykonanie doświadczenia polegającego na prześwietleniu kryształu wiązką promieni rentgenowskich. Wynik doświadczenia okazał się zgodny z przewidywaniami Lauego. Na błonie fotograficznej usytuowanej za kryształem pojawiły się regularnie rozmieszczone punkty powstałe w wyniku ugięcia i interferencji promieni rentgenowskich.

Laue założył, że sieć krystaliczna może pełnić rolę siatki dyfrakcyjnej dla promieni rentgenowskich, ponieważ promieniowanie rentgenowskie jest falą elektromagnetyczną o długościach porównywalnych z odległościami między węzłami sieci (prostymi i płaszczyznami sieciowymi).

Myśl Lauego zrealizował asystent Walter Friedrich wspólnie z doktorantem Paulem Knippingiem, pracującym u prof. Roentgena nad zagadnieniem rozpraszania promieni rentgenowskich przez materię.

3