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Beugungsfransen an Spaltaufnahmen mit Rntgenstrahlen.

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661
3. Reocgzcngef~anetman Spaltaufaahmmt
m&tR(lntgm8trahZm;
von B. Walter.l)
(Dem Andenken C. H. W i n d e gewidmet.)
t(8irrzn Tale1 I a. II.)
Wenn auch die Wellennatur der Rontgenstrahlen heute
als sicher bewiesen angesehen werden kann, so ist es doch
am mehreren Qriinden erwiinscht, die friiher im Interesse des
Nachweises jener Natur
zumal von C. H. W i n d - soviel
gesuchte Tatsache, da6 die Strahlen ebenso wie diejenigen des
gewahnlichen Lichtes auch beim Durchgang durch einen einfachen Mpalt eine Beugung erfahren, auch jetzt noch festzustellen; vor allem, um auch auf diesem direktesten Wege
die absolute Gro6e der Wellenlilnge eines bestimmten Rbntgenstrahls und damit zugleich auch die absolute Grb6e der damit
zusammenhangenden Konstanten der Atomphysik sicher zu
stellen.
Die unmittelbarste und sicherste Art nun, die Beugung
einer Strahlung mit einem einfachen Spalt nacheuweisen, id
offenbar die, ein Bild dieses Spaltes mit Beugungsfransen, d. h.
mit Intensitiitsmaximis und -minimis neben dem eigentlichen
Spaltbild, herzustellen; und dieses Ziel glaube ich nun mit
den dieser Abhandlung beigegebenen Spaltaufnahmen , wenn
auch noch in sehr unvollkommener, 80 doch in m. E. durchaus
iiberzeugender W eise erreicht zu haben.
Zu den Versuchen diente, soweit die Spalte in Frage
kommen, die gleiche Apparatur, wie sie bereits vor 15 Jahren
-
.
~
1) Den gr6Bten Teil dee Inhaltea der vorliegenden Abhandlung habe
ich bereita am 10. Februar d. J. auf der Tagung dee Niedersiichainchen
Gauvereins der Deutechen Physikaliechen Gesellschaft in Braunschweig
vorgetragen; inzwiechen eiud aber noch einige Tatsachen hmzngekommen,
welche meine damale noch etwae nneichere Auffaaeung der in meinen
Beugungeanfnahmen in Frage kommenden Erecheinungen m. E. fiber
allen Zweifel erhoben haben.
Annalen der Physik, IV. Folge, Band 74.
Fig. 1.
Fig. 2.
Tafel I.
Annalm der Physik, IV. Folge, Band 71.
B. Walter,
Tafel II.
662
B. WaUer.
zu den analogen Versuchen von R P o h l und mir’) benutzt
wurde; d. h. von den Strahlen der Rontgenrohre wird zunilchst
durch einen vertikalen Spalt von etwa 6 p Weite ein sehr
schmales Bnndel ausgeblendet, das zur Abbildung eines in etwa
75 cm Abstand von dem Spalt aufgestellten, damit parallelen
zweiten Spaltes dient, der also den eigentlichen Beugungsspalt
darstellt. Sein Querschnitt hatte bei diesen Verauchen steta
die Form eines Keiles, der sich bei meinen hier zu beschreibenden neueren Aufnahmen von einer oberen Weite von etwa 40 p
auf eine Lilnge von etwa 18 mm nach unten hin bis zu vollstandigem Schlnsse verjiingte.
Hinsichtlich des Aussehens sowie auch der Ausrichtung
der beiden Spalte mnB ich auf die genannte Abhandlung verweisen.
Die photographische Platte, auf welcher der Beugungsspalt
abgebildet wurde, befand sich wieder wie friiher in ebenfalls
75 cm Abstand hinter diesem Spalt. Es wurden stets Hanffsche
Ultrarapidplatten benutzt, die in ziemlich vie1 gebrauchter Hydrochinonmethollasnng solange entwickelt wurden, bis in ihren
nicht belichteten Teilen im roten Licht der Dunkelkammer
deutlich die ersten Spuren des Schleiers zu erkennen waren.
Ich ftihre dies an, weil nach meinen Beobachtungen der Qrad
der Entwicklung der Platte fur die maglichst deutliche Hervorrufung des gesuchten Phiinomens von ziemlicher Bedeutung zu
sein scheint.
E n grundlegender Unterschied zwischen meinen neueren
Beugungsversuchen und den illteren bestand nun aber in der
Art der angewandten RBntgenrbhre. Es ist niimlich klar, daB
man zur Erzielung moglichst deutlicher Beugungsfransen mit
einer maglichst monochromatischen Strahlung arbeiten muB.
Die friiher benutzten Riihren, in denen die Antikathode aus
Platin bestand, geniighn nun dieser Bedingung in der denkbar schlechtesten Weise, da das K-Linienspektrum dieses Metalls bei den zum Betriebe dieser Riihren benutzten Spannungen
noch nicht angeregt wnrde, das hierbei angeregte L-Spektrum
aber wieder eine so weiche Strahlung darstellt, daB sie zum
1) B. W a l t e r u. R. P o h l , Ann. d. Phya. 29. S. 331. 1909 (vgl. besondent die Egg. 1, 2 und S duelbet).
Beugungsfransen an Spaltaufnahmen mit Rontgenstrahlen. 663
grol3ten Teil von der Qlaswand der Rohre absorbiert wurde abgesehen davon, da6 dieses Spektrum selbst aus einer grii6eren
Zahl von Linien mit so verschiedener Wellenlilnge besteht, daS
hier schon deswegen von einer monochromatischen Strahlung
keine Rede mehr sein kann. Die Strahlung jener Rahren bestand daher in der Hauptaache aus dem von ihnen ausgesandten kontinuierlichen Spektrum, d. h. aus einem Gemisch
(1er samtlichen Wellenltlngen von der Anregungsgrenze bis etwa
xurBromabsorptionsgrenzehin, alsovon etwa 0,2bis 0,92.10-8cm ;
und zwar in einer Intensitatsverteilung, wie sie anniihernd auch
in dem kontinuierlichen Spektrum der sogleich naher zu erijrternden Fig. 1 der Taf. I auftritt. Von allen diesen Wellen
wirkte also derjenige Teil, welcher zwischen der Anregungsgrenze und der Silberabsorptionsgrenze (A = 0,485 10+ cm)
liegt, - wegen der bekannten selektiven Absorption, welche
die Silberatome der photographischen Schicht auf diese Strahlen
austiben - ganz erheblich vie1 kriilftiger als der Teil mit lilngeren
Wellen, so daS man daher auch sagen kann, da8 der Durchschnittswert der bei den friiheren Beuguogsversuchen hauptsiichlich wirksamen Wellenrangen etwa 0,35.10-* cm betmg.
Ich erwahne dies, weil A. Sommerfeld') bei seiner bekannten,
stuf die photometrische Ausmessung einer unserer alteren Beugungsaufnahmen durch P. P. K o c h 2, gegriindeten ausfiihrlichen
theoretischen Untersuchung fiir die wirksame Wellenliinge bei
jener Aufnahme eine der obigen sehr naheliegende GroBe, niimlich 0,4. lob8 cm, d. h. tatsachlich die richtige GroBenordnmg
gehnden hat. Immerhin ist aber eine derartige Untersuchung
sehr umstilndlich; und es ist daher schon aus diesem Grunde
die Herstellung von Spaltaufnahmen mit Beugungsfransen in
hochstem Qrade wiinschenswert
Zur Enielung derartiger Aufnahmen beuutzte ich nun
zunachst eine Rontgenrijhre mit Molybdanantikathode 3), da dieses
.
1) A. S o m m e r f e l d , Ann. d. Phys. 38.
2) P. P. K o c h , ebenda 6.507.
S. 473.
1912.
3) Die Hiintgenrohrenfabrik von C. H. F. Miiller, Hamburg, hatte
die groBe Frenndlichkeit, uns sowohl von dieser wie auch von der spater
noch eu beschreibenden Riihrenart mit Kupferantikathode eogar mehrere
Exemplare gratis zu liefern, wofiir ich derselben auch hier anaern beeten
Dank sagen m6chte.
664
B. Walter.
Metall, wie das in der Fig. 1, Taf. I, dargestellte Spektrum der
Rijhre zeigt, neben dem bereits beschriebenen kontinuierlichen
Spektrum ein sehr starkes und auch fur diese Verhatnisse gecm,
niigend monochromatischee Linienspektrum (I., = 0,71
iWp
= 0,63.10-* cm) aussendet, dessen Strahlen ferner auch noch
ein so gro0es Durchdringnngsvermogen haben, da0 man hierbei eine von der Pumpe abgeschmolzene Rohre mit gewohnlicher Gtlaswand benutzen kann.
e
An den mit einer solchen Rohre hergestellten Spaltaufnahmen konnte ich nun aber gegeniiber unseren alteren Aufnahmen unter dem Mikroskop keine Unterschiede erkennen;
und so beschlo6 ich , zu gr66eren Wellenlangen liberzugehen.
Hier kam nun zunachst eine Rohre mit Rupferanh'kathode in
Betracht, deren Linienspektrum hauptsiichlich aus den Strahlen
cm und lp= 1,39 .
cm besteht und also
I,, = 1,54 bereits mehr als die doppelte Wellenlange von dem des Molybdans besitzt. Dieees Knpferspektrum stellt nun jedoch schon
eine so weiche Strahlung dar, da0 zunachst die Qlaswand der
Rohre hierbei mit einem Fenster aus einem durchlilssigeren
Material versehen werden mu6, als welches Lindemannylas gewiihlt wurde. Diese Substanz lil0t sich niimlich mit dem Rijhrenglas verschmelzen, so daB auch diese Rohren nach Herstellung
des richtigen Vakuums von der Pumpe abgeschmolzen werden
konnen. Siimtliche Rohren waren nach dem Coolidgetypus gebaut, und ihr aus Wolfram bestehender KathodenglUhdraht
hatte die Form einer linearen Spirale, die von einer kastenartigen ,,Sammelvorrichtung" aus Nickelblech umgeben war
(Model1,,Media" der genannten Rohrenfabrik). Die Antikathoden
der Rohren waren in bekannter Weise zu einem WassergefilS
ausgebildet und es konnte deshalb u. a. auch aus der Menge
des hierin verkochten Wassers ein ziemlich guter RiickschluB
auf die geleistete Rantgenenergie gemacht werden.
Die Rohre befand sich wahrend der Aufnahme in einer
grii6eren E s t e aus Bleigummi, die sich in Hohen- und Seitenrichtungen bequem verstellen lie0 und nach der Seite der Spalte
z n eine beliebig weit zu schlie6ende viereckige O h u n g hatte,
die aus zwei gegeneinander verstellbaren Yaaren von 4 mm
dicken Bleiplatten bestand. Der Betrieb der Rohre erfolgte
Beugungs fransen an Spultauf &men
mit Rontgendrahlen. 665
init Hochspannungsgleichrichter, die Heizung ihres Kathodengliihdrahtes durch einen Heiztransformator.
Die Anwendung einer Rohre mit Kupferantikathode hatte
nun gegeniiber der mit Molybdiin au0er der mehr ale doppelt
80 gro0en Wellenliinge ihres Linienspektrums fiir unseren Zweck
noch den weiteren Vorteil, da0 zur genligend starken Anregnng
diesee Spektrums die Spannung so niedrig genommen werden
konnte, da0 dabei dejenige Teil des kontinuierlichen Spektrums, dessen Wellenliingen klirzer ale die der Silberabsorptionsgrenze aind, und der, wie wir gesehen haben, dann stets den
stjirksten Teil des kontinuierlichen Spektrums bildet, iiberhanpt
nicht mehr angeregt wurde. Ein solches Spektrum meiner
Cn-Riihre, das also in dem knrzwelligen Teile seines kontinuierlichen Spektrums kurz vor der Silberbandkante abbricht, ist
in der Fig. 2,1 der Taf. I dargestellt; und man sieht nun tatsachlich, daS hier das kontinuierliche Spektrum im Vergleich
Z D dem Linienspektrum schon erheblich mehr zuriicktritt als
in dem Molybdiinspektrnm der Fig. 1 der Taf. I. '
In noch etwas hiiherem Ma0e erreicht man dieses Ziel
ferner dadurch, da0 man irgendwo in den Gang der Strahlen
ein diinnes Nichelblech einschaltet, eine Mafiregel, die tibrigens
noch den zweiten Vorteil mit sich bringt, da0 dadurch, wie
das Spektrum 11 der Fig. 2, Taf. I, zeigt, zugleich auch die
,%Linie des Cu-Linienspektrums ganz erheblich vie1 stilrker geschwiicht wird als die ac-Linie desselben, so da0 man also auf
dime Weise ein fast streng monochromatisches Strahlenblindel
erhiilt Die Erkliirung dieses tibrigens bereits mehrfach angewandten Kunstgriffs ist bekanntlich die, da0 die Absorptionsgrenze des Nickels zwischen den beiden genannten Cu- Linien
liegt nnd daher die kurzwelligere von ihnen in dem Blech die
Eigenstrahlung desselben anregt, die langwelligere aber nicht,
die erstere also erheblich stiirker absorbiert wird als die letztere.
Die Dicke des Nickelblechs betrug bei meinen Versuchen rund
0,Ol mm.
Nit der dem Spektrum II der Fig. 2 der Tafi I enisprechenden Strahlung wurden nun meine samtlichen neueren Reugungsaufnahmen gemacht, d. h. es handelte sich also hierbei im wesentlichen um die Wellenlange 1 = 1,54 i O - g cm der Ka-.Linie des
Cu, oder genauer urn ein Gemisch der Ka-Link (Z = i,53'7.10-8 cm)
B. Walter.
666
-
und der etwas schwacheren K,'-Linie (3. = 1,541 lo-' cm) dieses
Metah.
Eine derartige weiche Strahlung wiirde nun aber, wenn
man sie wie bei den friiheren Beugungsversnchen ohne weiteres
durch die Spalte hiltte schicken wollen, in der dabei zu durchsetzenden Luftstrecke von iiber 150 cm Lange eine sehr betrachtliche Absorption erfahren haben - nach den Absorptionsformeln von Glockerl) betxiit z. B. fiir einen Weg von 140 cm
L h g e in einem Gasgemisch von der Zusammensetzung der
atmospharischen Lnft die von der Strahlung 1 = 1,64 10-8 cm
durchgelassene Intensitiit nur etwa 13 Proz. der auffallenden -,
so da0 es daher sehr wiinschenswert erachien, hierbei die Luft
nach Maglichkeit ans dem Strahlengang zu entfernen. Dies
hatte sich z. B. dadurch erreichen lassen, da0 man die game
Eisenschiene, auf der die beiden Spalten s1 nnd s,, sowie auch
die photographische Platte befestigt werden (vgl. die Fig. 1 der
angefiihrten Abhandluog von W a l t e r und P o h l ) in ein zu
evakuierendes Gefa0 brachte; wesentlich einfacher war jedoch
der von mir zu diesem Zweck eingeschlagene Weg, der darin
bestand, SOWOM zwischen den beiden Spalten s1 und se, wie auch
zwischen s2 und der photographischen Platte j e eine evakuiette
Rohre von etwa 70 cm Lange einzuschalten, deren jede beiderseits
mit einem fur Riintgenstrahlen leicht durchliissigem Fenster versehen war. Die Rohren hatten etwa 6 cm inneren Darchmesser,
bestanden aus Qlas und waren an ihren Enden mit nach a d e n
umgebogenen Wiilsten versehen, welche abgeschliffen wurden,
und auf welche dann mit Pizein j e eine Messingplatte aufgekittet wurde, in die eine Offnung von etwa 6 cm H6he und
0,5 cm Breite eingeschnitten war. Auf diese Offnungen wurden
d a m ebenfalls mit Pizein 0,11 mm dicke Zelluloidfolicn anfgekittet. Die beiden Vakuumrohren waren ferner mit je einem
seitlichen Ansatzrohr versehen, das zur Verbindung mit der
Luftpumpe diente und einen Haha zum Absperreo, sowie eine
kleine GeiBlersche Rohre zur Priifung des Vakunms trug.
Die Rohren wurden vor Beginn der Versuche anf Kathodenstrahlenvakuum evakuiert, ihre Luftleere ging aber stets schon
innerhalb 24 Stunden auf GeiBlersches Vakuum zuriick und
-___
I) R. G l o c k e r , Phyeikal. Zeitschr. 19.
S. 66.
1918.
Beuyunysfransen an Spaltaufnahmen rnit Rontgenstrahlen. 667
hielt sich dann monatelang anscheinend unverandert in diesem
Stadium, ein Beweis, daS die Qmentwicklung in den Rohren
iiicht etwa von einer Undichtigkeit der Kittungen herrtihrte.
Sie dtirfte vielmehr aus dem Zelluloid der Fenster stammen.
Auch die Farbe des Lichtes der Priifrohren beim Durchgang
tler Strome eines kleinen Induktora sprach in diesem Sinne.
Um aber ferner auf alle Falle den Mindestgewinn an Strahlungsenergie, der durch die Einschaltung der beiden m h r e n in
don Strahlnngsgang erreicht wurde, festzustellen, wurde damit etwa zwei Monate nach ihrem letzten Evakuieren - unter Beiiutznng der in Frage kommenden Cu-Strahlung zuniichst eine
Aufnahme des Bengungsspaltes nnd seiner Umgebnng mit bestimmter Expositionszeit gemacht; dann wurden die beiden
Rohren entfernt und nun auf der gleichen Platte dasselbe
Objekt unter Anwendung verschiedener, passend abgestufter
Expositionszeiten mehrmals nebeneinander aufgenommen. Auf
der fertig entwickelten Platte wurde dann die Schwilrzung einer
bestimmten Stelle des anfgenommenen Objekts in den verschiedenen Aufnahmen mit dem Registrierphotometer verglichen.
Dabei ergab sich, da6 die Expositionszeiten, welche man zur
Erreichnng der gleichen Plattenwhwarzung mit den beiden
Vakuumrohren einerseits nnd ohne sie anderemeits niitig hatte,
sich wie 1: 1,63 verhielten, so daS also durch die Anwendung
der Rohren immerhin ein erheblicher Gewinn an Schwarzung
erreicht wurde, wenn auch freilich lange nicht in dem MaSe,
wie ich erwartet hatte, so da0 ich in Zukunft ein anderes
E’enstermaterial a l s Zelluloid zu verwenden gedenke. Meine bisherigen, nunmehr niiher zu beschreibenden Bengungsaufnahmen
rnit der genannten Cu-Strahlung sind jedoch noch samtlich rnit
Benutzung der beiden soeben beschriebenen Vakuumriihren hergestellt, so d& also die Strahlung dabei au6er dem Lindemannglasfenster der Rontgenrbhre und der Nickelfolie von 0,Ol mm
Dicke auch noch die vier Zelluloidfolien der beiden Vakuumrohren zu durchsetzen hatte, von denen die erste sich dicht
hinter dem ersten Spalt, die zweite in einigen Zentimeter Abstand vor dem zweiten, die dritte dicht hinter diesem und die
vierte endlich in einigen Zentimeter Abstand vor der photographischen Platte befand. Diese war ferner in eine doppelte
Lage schwarzen Papiers eingehtillt. Die von den Strahlen
668
B. Walter.
ad3erdem noch zu durchquerende Luftstrecke hatte eine Llinge
von im ganzen 19 cm, wovon 9 cm auf den Raum rwiachen
dem Fenster der Rontgenrahre und dem ersten Spalt, 6 cm
auf den zwischen diesem und dem zweitan Spalt und 5 cm auf
den zwischen diesem und der photographischen Platte fielen.
Schon die erste meiner derartigen Beugungsaufnahmen nun,
die bei einer Belastung der Rbhre mit etwa 26000 Volt Maximalspannung (aus der Grenzwellenlange des Spektrums der Fig. 2, I
Taf. I nach der E i n s t e i n schen Formel berechnet) und 20 Milliampere Strom 7 Stunden dauerte, und bei der aus dem Antikathodengefab der Rohre ungefithr 4 1 Wasser verkocht warden,
zeigte unter dem Mikroskop an einer bestimmten Stelle des
Bildes des Beugungsspaltes, da wo dieser eine Weite von 4-5 p
hatte, auf der einen Seite schwache Andeutungen eines von
dem Hauptbilde deutlich abgesetzten Streifens, der nach seinem
ganzen Verlauf sehr wohl a18 eine Beugungefranse aufgefaSt
werden konnte, zumal da sonst auf der ganzen Lange des Spaltbildes nichts derartiges an demselben zu sehen war. Eine
Wiederholung der Aufnahme mit 12 stlindiger Expositionszeit
(verkochte Waesermenge 7 1) und etwas anderer Einstelluug der
VakuumrBhren, aber unter sonst gleichen Bedingungen, ergab
die gleichen Erscheinungen mit wesentlich gr8Serer Deutlichkeit,
wahrend bei einer 30 stilndigen Exposition (verkochte Wassermenge 18 I) das Hauptbild sich an der genannten Stelle nach
den Seiten hin schon so stark verbreiterte, daB die Streifen
hier wieder undeutlicher wurden. Dafiir zeigten sich aber
wieder in dieser letzten Aufnahme an einer Stelle des Spaltbildes, die einer etwaa weiter nach unten, d. h. nach der spitzen
Seite des Beugungsspaltes zu gelegenen Stelle dieses Spaltes
entsprach, deutliche Anzeichen von Beugung, wie j a auch nach
der Theorie zu erwarten war.
Auf der Taf. I1 ist deswegen auber den in den Figg. 1-3
dargestellten sich aneinanderreihenden drei Abschnitten des
Spaltbildes der zweiten der drei genannten Aufnahmen in Fig. 4
auch noch derselbe Atschnitt wie in Fig. 3 nochmals dargestellt, der aber hier aus der zuletzt erwilhnten, 30stiindigen Aufnahme stammt. Die vier Figuren sind durch Mikrophotographie der betreffenden Teile der genannten Aufnahmen
gewonnen und stellen 76fache VergrB6erungen dieser Teile dar,
Btwgungsfransen an Spaltaufiahmen mit Rontgenstrahlen. 669
d. h. fast die gleiche Vergr66erung wie die in der Taf. V I der
genannten Abhandlung von P o h l nnd mir wiedergegebenen
Hilder, mit denen sie also unmittelbar verglichen werden
kbnnen. Es kommen jedoch hierftir nnr die beiden, in den
Figg. 3 und 4 unserer damaligen Tafel dargestellten Abschnitte des Bengnngsbildee in Frage, wie an8 den liber den
E’iguren angegebenen Werten der enteprechenden Weite s, des
Beugungsspaltes hervorgeht.
Aus diesem Vergleich emieht man nun zuniichst, daB bei
meinen neneren Anfnahmen die Schwiirznog in dem mittleren
Hauptatreifen ganz auBerordentlich vie1 grol3er ist ale an den
entsprechenden Stellen nnserer iilteren, was natblich einesteils anf die gr6Sere Expositionszeit bei den neneren Anfnahmen und andernteils vor allem auf die wesentlich hahere
Belastungsmoglichkeit der modernen Rbhren znrlickzuftihren
ist, wie am beaten daraus hervorgeht, daS bei der in unserer
iilteren angefiihrten Abhandlnng in Frage kommenden Aufnahme wlhrend der siebensttindigen Expositionezeit aus dem
SntikathodengefBS der Rbhre nur 470 ccm, bei der in den
Figg. 1-3 meiner jetzigen Taf. I1 z. T. wiedergegebenen dagegen in 1 2 Stunden ungefilhr ‘7 1 Waeser verkocht wnrden.
Eine so starke Schwiirznng dee Mittelstreifens der Anfnahme, wie sie die neneren Bilder zeigen, ist nun aber anch
natig, wenn man auf das Auftreten von Beugungsfransen neben
jenem Streifen rechnen will; denn nach der Fresnelschen
Theorie bet+
die Intensitiit im ereten Beugnngsmsximum
nnr 4,6 Proz. und die im zweiten sogar nur 1,6 Proz. von der
im Mittelstreifen.
Was nun aber die geeuchten Bengnngsfransen in den in
der Taf. I1 dargestellten Abschnitten meiner in Rede stehenden
Aufnahme anbetrifft, so sieht man schon beim einfachen Draufblicken auf die vor einem auf dem Tische liegenden Figuren,
daB sich znnllchst in der Fig. 1 znmal anf der rechten Seite
des Mittelstreifens von diesem von oben nach nnten zu allmahlich ein Streifen abzulosen beginnt, der dann in der sich
daran anschlieBenden Fig. 2 ganz dentlich ale gesonderter
Streifen neben dem Hauptbilde daherlauft, um sich in der
einem noch engeren Teil des Beugungsspaltes entsprechenden
Fig. 3 noch weiter vom Hauptbilde zn entfernen nnd sich
670
B. Walter.
hier allmiihlich in dem Plattenschleier zu verlieren: das letztere
offenbar, wed hier die Intensitat der dnrch den immer enger
werdenden Bengnngsspalt hindurchgedrangenen Strahlnng schon
zu gering wurde. In der mit 211,facher Expositionszeit hergestellten, in Fig. 4 der Tafel wiedergegebenen Aufnahme deaselben Teiles dee Spaltes, sieht man nilmlich den Streifen an
dieser Stelle wieder deutlicher ale in Fig. 3, wie man besonders
dann erkennt, wenn man die
Figuren in der in der nebenstehenden Textfig. 1 dargestellten
Weise betrachtet, d. h. also in der
Richtung des Mittelstreifens miiglichst schriig liber das betreffende
Bild hinwegsieht und dabei die
Tafel so halt, da6 hinter dem
Bilde in der Blickrichtung ein
dunktcr ffinteqrund
dunkler Hintergrnnd liegt, da sonst
Fig. 1.
der vom Papier zurllckgeworfene
Glanz start.
Diese Betrachtungsweise der Bilder empfiehlt sich nun
aber besonders anph fUr die beiden Figg. 1 u. 2 der Taf. 11;
denn einestails tritt dann der Verlauf des oben beschriebenen
Beugungsstreifens derselben noch mit vie1 groderer Deutlichkeit hervor; vor allem aber deswegen, weil man nur so die
hier geradezu fundamentale Tatsache beobachten kann , d a p
rechts ncben dem genannten Streifen in der ganzen Lange der
Fig. I noch deutlich ein zwciter, schwacherer Streifen einherlauft, der sowohl seinem dbsland wie auch seiner Intensitat
nach durchaus dem Streifen zweiter Ordnung entspricht, Tat-
sachen, die m. E. die Richtigkeit der hier vorgetragenen Anffassung dieser Bilder iiber jeden Zweifel erheben.')
Hierzu kommt noch die weitere Tatsache, da0 die Streifen
auch - der Theorie entsprechend - entgegengesetzt der Keilform des Beugungsspaltes verlaufen, also z. B. in der Fig. 1
der Taf. II unten einen grij6eren Abstand von der Mitte haben
1) Anf meinem in der Einleitung erwilhnten Vortreg in Braunechweig hatte ich dieaen Beugungeetreifen mweiter Ordnung noch
nicht entdeckt, weswegen ich damale meiner Sache noch nicht 80
sicher war.
Beugungsfranaen an Spaltaufnchm
?it Riitrtgenotrahlen, 6 ‘II
als oben. Zur genaueren Featstellung dieser Tateache kann
hier etwa so verfahren werdea, da6 man sich, indem man die
E’igur in der beschriebenen Weise betrachtet, in der Verlangerung
der aeitlichen Streifen sowohl wie auch in der der Mitte des
Mittelstreifens oben uud unten j e einen Bleistiftatrich macht
und dann die betr. Abstande beatimmt. I n dieser Weise ergab sich nun der fragliche Abshnd in Fig. 1 der Taf. 11.
oben unten
f i r den eraten Beugungastreifen 2,O
2,6 m m
und ,, ,, zweiten
,>
336
4,1 ,,
woraus man zunilchst ersieht, dab beide Streifen untsn weiter
yon der Mitta entfernt sind ala oben, wie es die Keilform des
Bengungsspaltes verlangt, und ferner vor allem, daS auch die
Abstllnde des ersten Streifens zu der des zweiten aich beiderseits anniihernd wie 3 : 5 verhalten, wie es ja nach der Theorie
der Fall sein mu0. Nimmt man noch hinzu, da6 auch die
Intensitiit der beiden Streifen, soweit hier eine Schiltzung
mbglich ist, durchaus mit der von der Theorie verlangten QriiSe,
d. h. ale0 mit bzw. 4,6 und 1,6 Proz. von der des Mittelstreifens
iibereinstimmt, so sind damit alle Bedingungen, die man hierbei an die fragliche Erscheinung stellen kann, erftillt.
Der letzte nnd wichtigste Prtifstein demelben ist nun allerdings no& die Gr66e der WellenYange 1, welche sich aua dem
Abstand dieser Streifen von der Mittellinie fiir die hier in Frage
kommende Riintgenstrahlung ergibt. Die Theorie liefert hierfur
bokanntlich die Gleichnngen
2 --ss
4
2 -4
1==8
(1)
3 b
5 b 4’
worin d, und d , bzw. die Abstiinde des eraten und zweiten
Beugnngsstreifens von der Mitte des Bildee, b den Abstand
der photographischen Platte vom Beugungsspalt und 82 die
Weite dieses Spaltes an der betr. Stelle bedeuten. Zur Berechnung von A. gehen wir nun hier am besten von dem Abstand da des Beugungsstreifens zweiter Ordnung der Fig. 1
der Taf. I1 aus, fnr den sich, da es sich hier um eine 76fache
VcrgrGSerung des Originalhildes handelt, nach den oben angegebenen Zahlen im Mittel d, =
= 0,60 lo-’ cm ergibt.
Der Abstand b ferner ist schon oben zu ’75 cm angegeben,
uod es fehlt also zur Berechnung von nur noch die Spalt-
%
-
6'12
B. Walter.
Beugungsfrarrren an Spaltaufnahm ww.
weite sz an der betr. Stelle. Diese ergab eich nun dnrch
mkoskopieche Ausmessnng im Mittel einer grbSeren Reihe
von Vereuchen, die teils vor, teile nach der Aufnahme angeetellt und bei denen auch Mikroskopobjektive verechiedener
VergroSernng benutzt wurden, zn 4,9 p, so daf3 eich also
2 0,50*10-'
;I=: --4,9-10-'=
5
15
1,31.10-* cm
ergibt.
Diese QrOSe ist nun allerdinga urn etwa 15 Proz. kleiner
als der erwartete Wert von 1,54*10-* cm; indeesen kann dieser
Unterechied in Anbetracht der vielen bei diesen Versuchen
auftretenden Schwierigkeiten wohl kein g106ee Bedenken erregen; und man aird sich zuniichet damit begnngen, da6
wenigstene die QraSenordnnng der aaf diesem Wege gefandenen Wellenliinge die richtige ist. Im nbrigen gedenke ich,
die Versnche weiter fortzusetzen und hoffe auch, bald ilber
beseere Ergebniese berichten zu kiinnen.
Zurammenfasaung: Bei Aufnahme eines keilfdrmigen Spaltes,
der sich von etwa 40 p Weite bis zum vollstiindigen Schluese
verjtingte, mit den Strahlen einer Rbntgenrohre mit Kupferantikathode ergaben sich a d der in '15 cm Abatand hinter
dem Spalt aufgestellten photographischen Platta in denjenigen
Teilen des Bildee, welche einer Spaltweite von 5-2,5 p entneben dem Hanpt
sprachen - aber such nur in diesen
bild dentliche Maxima und Minima, die ihrem ganzen Verlaafe
nach ale Bengungefransen angesehen werden mnesen. In der
(3egend 6 p eieht man sogar zwei Streifen, die bzw. die Franse
ereter nnd zwejter Ordnung darstellen, da sie nicht bloB das
richtige Abstandeverhllltnis vom Hauptstreifen, sondern auch
dae richtige lnteneitateverhaltnie zn dieeem baben. For die
aus ihren Abstiinden vom Hauptstreifen berechnete absolute
Qr66e der Wellenlilnge der Kupferstrahlnng ergibt sich der
Wert 1,31.
cm, alao immerhin die richtige GrbBenordnnng,
wenn auch noch urn etwa 15 Proz. zu niedrig. Der Unterechied wird auf die Schwierigkeiten der Versnche geschoben.
H a m b u r g , Physikal. Inet. der Universitiit, im Mirz 1924.
-
(Eingegangen 18. Miirz. 1924.)
Druck von hfetlger & Wittig in Leipzig.
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