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Beugungsversuche mit schnellen Protonen.

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v. iveibom u. Rupp. Beugungsversuchemit schnellen Protonen 221
Beuyungsversuche rnit schneZZen Protonem
T o n R. v. Meiborn u. E. R u p p
(Aus dem Forschungsinstitut der AEG. Berlin)
(Mit 7 Figuren)
I. Bisherige Versuche
h e r die Beugung von positiv geladenen Teilchen, und
zwar von Protonen, berichtete als erster D e m p s t e r 2 ) 1929.
Als Protonenquelle werden Wasserstoffkanalstrahlen benutzt,
die unter streifender Inzidenz auf einen Calcitkristall auffallen. I n einem Abstand von 155 mm Tom Kristall befindet
sich eine photographische Platte. Auf dieser wird ein Bild
erhalten, das als Reugungsspektrum aufgefaBt wird. Wird der
Einfallswinkel gegndert, so tritt eine Verschiebung der Beugungsflecke auf. E s wird die Annahme gemacht, daB es sich um Beugung
an einem Kreuzgitter handelt. Die Protonen durchlaufen eine
Beschleunigungsspannung von 40000 Volt entsprechend einer
cm. Eine Prufung der d e BrogWellenlange von 14,5
lieschen Formel lassen die Versuche von D e m p s t e r nicht
zu. 1930 erschien eine weitere Notiz von dem gleichen Verfasser iiber Protonenbeugung an Calcit, Steinsalz, Magnesit und
Diamant. Die Ergebnisse sind grobtenteils negativ. Im Gegensatz zu einer geringeren Spannung werden Protonen ron
6000 Volt an Calcit gut reflektiert. Die Schwirzungsflecke der
Aufnahmen lassen sich aber nicht eindeutig als Reugungsbilder
erklaren. D e m p s t e r fuhrt daher keinen Vergleich rnit der
d e Broglieschen Theorie durch und weist darauf hin, daB noch
unbekannte Faktoren die Beugungserscheinungen storen. DaB
der Kristall jedoch nicht aufgeladen ist, wird dadurch nachgewiesen, daB der Strahl, sohald er das Praparat uberhaupt
nicht trifft, auch nicht abgelenkt wird. Eine Kanalstrahlanalyse
zeigte, daW auch H,+- und H,+-Teilchen im Strahl mitfliegen.
-
-~
1) Auszug aus der Dissertation R. v. Meiborn, Technische Hochschule Berlin 1933.
2) A. J. D e m p s t e r , Phys. Rev. 34. 5.1493.1929; 35. S.1405.1930.
222
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 17. 1933
Die erste Arbeit, die sich ausfuhrlicher mit der Beugung
von Protonen befafit, ist im Jahre 1931 von Y. S u g i u r a l )
erschienen. E s lianilelt sich hier um Beugnng langsamer
Protonen von einigen hundert Volt Spnnnung. Als Protonenquelle wird ein Palladiumrohrchen verwandt, das durch Elektronenbombardement erhitzt wird. Durch den auftreffenden
Elektronenstrom wird der Wasserstoff zum Teil ionisiert.
Zwei weitere Beschleunigungsstufen sorgen fur den Abtransport
der Ionen, die neutralen Teilchen bleiben zuriick und werden
abgepumpt. Die Wahl einer solchen Protonenquelle erlaubt
eine sorgfaltige Regulierung des Ionenstromes durch entsprechende Variation der Heizung des zum Elektronenbombardement dienenden Gliihfadens. Der Protonenstrahl wird
lnagnetisch abgelenkt und tritt durch eine Bleiide mit einem
Offnungswinkel von l o in die Beugungskammer ein. Hier
trifft er streifend auf das Praparat auf. Zur Beugung verwendet werden kathodenzerstaubtes Platin und Wolfram auf
Glasunterlage. Die reflektierten Strahlen werden mit einem
beweglichen Auffhnger gemessen. Die Auffangerstellung ist
an einer horizontalen und vertilialen Skala ablesbar. Die erhaltenen Kurven haben ahnliche Form wie die, die bei der
Beugung von laiigsamen Elektronen erhalten werden. Es
zeigt sich auch hier ein starker Untergrund, der durch Verunreinigungen und Aufladungserscheinuiigen der Kristalloberflache erklart wird. Durch magnetische Ablenkung wird ferner
nachgewiesen, da6 im Strahl selbst der Anteil der H,+-Teilchen
des der Protonen betragt. Ferner wird gezeigt, daB der
wirksame Offnungswinkel des Strahles kleiner ist als der aus
den geometrischen Dimensionen der Apparatur berechnete.
Die im allgemeinen verschw-ommenen Maxima, deren Scharfe
sich nicht steigern lafit, da die begrenzte Empfindlichkeit des
Elektrometers eine Auffangerblende von 0,5 mm erfordert,
werden dem Kristallgitter zugeordnet auf Grund der Gleichung
?.on D e b y e - S c h e m e r . Ihre Lage ergibt eine zufriedenstellende
Ubereinstimmung mit der d e Broglieschen Gleichung. Die
Intensitat schwankt ahnlich wie bei den Versuchen mit langsamen Elektronen.
Gegen die Deutung der Maxima als Raumgitterinterferenzen
hat von L a u e 2 ) den Einwand erhoben, da6 es infolge ihrer
geringen Eindringtiefe unwahrscheinlich ist, daB Protonen von
1) Y o s h i k a t s u S u g i u r a , Hcienc. Pap. Inst. phps. chem. Research
16. S. 29. 1931.
2) M.v. L a u e , Naturw. 19. S. 951. 1931.
P.
Meibom u. Rupp. Beugungsversuche mit schnellen Protonen 223
wenigen hundert Volt Spannung an ungeordneten nu fgedampften
Metallschichten D ebye - Scherrer-Ringe ergeben konnen.
V o n L a u e fuhrt an, daB die bisherigen Ergebnisse der
Beugung von Atom- und Molekiilstrahlen gezeigt halsen, daW
nicht Raumgitter, sondern Kreuzgitter der bei diesen Versuchen verweiideten Einkristalle zur Deutung der Interferenzmaxima herangezogen werden mussen. Die Deutung der Protonenversuche S u g i u r a s ist daher noch ungewi8.
Eine Untersuchung des einenl) von uns bringt zum ersten
Male den photographischen Nachweis der Giiltigkeit der
d e Broglieschen Beziehung fur schnelle Protonen bei Durchstrahlung dunner Goldfolien. Die im folgenden ausgefiihrten
Versuche schlieBen sich eng an diese Arbeit an. Die hier
angewandte Versuchsapparatur ist eine Weiterentwicklung cler
dort benutzten Anordnung. Die Versuche werden in einem
groBeren Spannungsbereich ausgefuhrt und auch auf andere
Beugungsverfahren unter Variation der Versuchsbedingungen
ausgedehnt.
11. Versucheverfahren und experimenteller Aufbau
Wenn man fur die Wellenlangen A von Protonenstrahlen
die Konstanten durch ihre Zahlenwerte ersetzt, und statt der
Lineargeschwindigkeit
die Voltgeschwindigkeit U einfuhrt, so
kommt man zu folgendem Ausdruck fur die
d e B r o g l i e s c h e Beziehung
2 85
(1) A = )
l/n
-
cm.
Die Abhangigkeit
der Protonenwellenlan$0
*
?OO
'
750 . zoo
Z5OkV
ge von der Reschleunigungsspannung ist in Fig. 1. Zusammenhang zwischen Spannung kV
Fig. 1 dargestellt. Es
und Wellenllnge 1 der Protonen
ist also ersichtlich, da8,
wenn man Protonenwellenlangen gleicher GroBe wie bei Kathodenstrahlen haben will, man geringere Beschleunigungsspannungen anwenden muB.
Diese geringen Spannungen
geniigen aber nicht, urn die Protonen photographisch festzu'
1) E. R u p p , Ztschr. f. Phys. 78. S. 722. 1932.
I
'
I
224
Annaken der Physik. 5. Folge. Band 17. 1933
halten. Will man dies jedoch, so mu6 man kleinere Wellenlangen wahlen, die aber auch kleinere Reugungsbilder ergeben.
Um diese Bilder noch aufzulosen, mull man daher dazu ubergehen, den Abstand zwischen Folie und photographischem Film
moglichst pol3 zu wiihlen. Die erforderlichen groBen Abstinde
lassen nun vermuten, daW der Strahl nicht geniigend zusammenbleib t und keine exakten Beugungsbilder mehr liefern kann.
Es wurde hingegen die Beobachtung gemacht,
iiber die auch schon S u g i u r a ' ) berichtet hat,
daW der Strahl gut beisammenbleibt. Eine
Aufnnhme eines Strahles, der 3,50 m durchlaufen hat, zeigt Fig. 2. Der Strahlkegel hat
etwa 1,2 mni Durchmesser. Durch diesen
Uinstand ist man in der Lage, ahnliche Verpig. 2. ~
j
suche
~
anzustellen
~
k
wie
~ mit~ schnellen
~
ElekProtonenstrahl
tronen. Protonen treffen nach Durchlaufen
eines Spannungsgefalles and Ausblendung
durch ein Blendensystem auf das Praparat auf. Die hier
gebeugten Protonen gelangen dann zur photographischen
Aufnahme. Verwendet wurde Bromsilberpapier (Brovira extra
hart) und Agfa- und Kodak-Rontgenzahnfilm. Soweit vielkristalline Praparate verwandt wurden, sind bei diesem Verfahren Beugungsringe zu erwarten nach der Gleichung von
Debye-Scherrer:
m
Hierin bedeuten a die Gitterkonstanten, h,, h,, h, die M i l l e r schen Indizes. Ersetzt man den Winkel durch die mef3baren
GroWen, Durchmesser der Ringe D und Abstand zwischen
Praparat nncl Platte L, so ergibt sich die Formel:
wo 2' f u r den Wurzelausdruck gesetzt ist.
Die Versuchsrohre, die zur Beugung der Protonenstrahlen
benutzt wird, zeigt Fig. 3. Sie bssteht aus mehreren miteinander verkitteten Teilen. Der erste Glaskolben I, der zur
Erzeugung von Kanalstrahlen dient, aird mit Wasserstoff beschickt, der im Kippschen $pparat erzeugt wird. Die Kanalstrahlen erhalten hier eine Vorspannung von ungefiihr 2000 Volt,
die von der Hauptspannung uber einen Kiderstand abgenommen wird. An diesen Erzeugungsraum schlieBt sich Raum I1
1) Y. S u g i u r a , a. a. 0.
v. Xeibom u. Rupp. Beugungsversuche mit schnellen Protonen 225
an, in dem die Protonen und H,+-Teilchen im Hochvakuuni
die erforderlichen Geschwindigkeiten erhalten. Beide Raume
sind miteinander durch einen Messingkijrper verbunden, der
durch Wasser im Umlauf gekuhlt werden kann. Zwischen
Beschleunigungsteil und Teil 111 der Rohre, dem eigentlichen
Beugungsrohr, befindet sich ein ahnlicher, gleichfalls wassergekiihlter Messingkorper. Der innere
Kanalisthier 120mm
lang und tragt a n
dem der Bohre I11
zugefiihrten Ende
eine Blende von etwa
l/lo mm
Bohrung.
Das andere Ende
tragt eine niit 5 mmLoch versehene Aluminiumkappe. Uber
das Blendenrohr
wird der Praparathalter, eine Kappe
Fig. 3. VersuchsrShre
mit einer 2 mmLochblende, geschoben. Das Beugungsrohr 111 endet mit einem N 9-SchliE Der dazugehorige Aui3enschliff ist an ein Rohr von 3650 mm Lange angeblasen. I n
diesen wird das photographische dufnahmematerial auf einem
Filmhalter eingebracht.
Als Hochspannungsquelle wird eine Anlage mit Gliihkathoden-Gleichrichtern und Kondensatoren benutzt. Diese
liefert eine Hochstspannung von 300 kV. Die Messung der
hohen Spannungen wurde bis 150 kV niit einem Elektrometer
nach S t a r k e - S c h r o e d e r l ) und in den hoheren Spannungsgebieten mit einer Kugelfunkenstrecke niit 250 mm Durchniesser ausgefuhrt. Die Fehler in der Spannungsmessung, die einma1 in der Breite des Licht,zeigers, ferner in dem Ubersetzungsverhaltnis des Eichtransformators (nach VD E- Vorschriften
hoclistens f 1,5O/,) und in dem Fehler der Skala des Voltmeters (kleiner als lo/,)liegen, sind f u r den Bereich znischen
80 und 120 kV mit & 2"/, und in dem hoheren Bereich mit
5 2,5 o / o einzusetzen.
1) H. S t s r k e u. R. Sc h r o e d e r , Arch. f. Elektrotechn. 20. S. 115.1928.
226
Annalen. der Physik. 5 . Folge. Band 17. 1933
111. Ergebnisse und Auswertungen der Beugungsaufnahmen
1. B e u g u n g s a u f n a h m e n
b e im D u r c h s t r a h 1 e 11 d iin n e r G 01 d f 01 i e 11
Diese Methode schliefjt sich an die Verfahren zur Beugung
schneller Elektronen an. Hier muB jedoch eine moglichst
cliinne Goldfolie verwendet werden, da die Protonen mit ihrem
geringeren Durchdringungsvermogen sonst nicht zur Beugung
gelangen. Die Goldfolie wurde durch thermisches Aufdampfen
im Vakuum erhalten. Das Feingold befindet sich in einem
elektrisch beheizten Wolframschiffchen, dariiber in einem Abstand von wenigen Zentimetern ein Deckglaschen. Es wurde
gefunden, daB sich Glas besser eignet als die sonst benutzte
polierte Steinsalzplatte, da man in diesem E’alle eine grijfiere
Gewahr fur Sauberkeit der Folie hat. Die aufgedampfte Qoldschicht laBt sich fast immer leicht durch schrages Eintauchen
in destilliertes Wasser ablosen. Die Folie wird dann mit dem
Praparathalter aufgefangen und vorsichtig getrocknet. Die Ergebnisse der nach dieser Methode erhaltenen Interferenzaufnahmen seien im folgenden nach verschiedenen Gesichtspunkten
zusammengestellt :
a) Das Auftreten von Bezcgzcngsbildern
Mit einer Goldfolie wurden Versuche angestellt, nachzuweisen, wie sich mit steigender Spannung ein Beugungsbild
ausbildet. Protonen niit einer Voltgeschwindigkeit bis 120 kV, entsprechend einer Rellenlange von 5,8. lo-’* cm, zeigten keine Beugungsringe, wohl aber eine diffuse Schwarzung.
Bei Spannungen iiber 180 kV waren Beugungsaufnahmen in allen Fallen moglich. E s darf
~ i 4. ~protonen.
.
geschlossen werden, daB fiir die verwendete
beugung an einer Goldfolie eine Mindestgeschwindigkeit von etwa
Goldfolie
180 kV erforderlich ist, um Protonenbeugungsbilder beim DurchschieBen zu erhalten. Eine
solche Aufnahme zeigt Fig. 4. Bei extrem dunnen Goldschichten ist es vielleicht moglich, mit der Spannung weiter
herunterzukommen. (Vgl. Tab. 1, Aufnahme p 7 und p 6).
b) Relativmessungen zur Giiltigkeit der cle Brogl ieschen Gleichung
Fur den Fall, daB zii den Beugungsaufnahmen keine
oder nur ungenaue Spannungsmessungen gemacht wnrden, kann
an den Beugungsringen gepriift werden, ob sie sich einer gemeinsamen de Brogliewelle zuordnen lassen. Bei solchen
Relativmessungen w i d die Gultigkeit der G1. (2) vorausgesetzt.
v. Meibom u. Rupp. Beugungsversuchenait sclinellen Protonen 227
Fur den Wurzelausdruck werden die bekannten Indizes der
reflektierenden Ebenen eingesetzt. Da nun hei dem erreichbaren Auflosungsvermogen in den nieisteri Fallen der Ring
1s mit dem Ring 14 zusammenfallt, wird der Mittelwert
1/qder Berechnung zugrunde gelegt. I n einigen Fallen ist
auch der Ring 18 und 1/11 nicht einzeln zu vermessen, so
daB in diesem Falle ein Mittelwert von 1/@ gewahlt murde.
Die genaue Bestimmung des Ringdurchmessers ist manchinal
dadurch erschwert, daU die Ringe nicht ganz kreisformig,
sondern elliptisch sind, wohl infolge UngleichmaiBigkeit in den
Strahlblendeii der Apparatur. In der folgenden Tab. 1 sind
fiir die Indizes jeder Ebene die zugehorigen Wellenlangen
ausgerechnet. Die Tabelle zeigt, da6 fur alle Ringe der gleichen
Aufnahme eine gemeinsame Wellenlaiige init einem durchschnittlichen Fehler von & 2,4O/, gefunden wird. Aus dem
Mittelwert wurde dann die Spannung errechnet. Die Priifung
der Konstanz der Wellenlange erstreckt sich auf einen Bereich
zwischen 100 und iiber 250 kV.
Tabelle 1
~Nummer
der
Aufnahme
P 7
P6
;:
P 2
P 1
1) 15
P 9
Relative Priifung der d e Broglieschen Bezichung
l.lO-le cm
1750
1750
3500
3500
3500
3500
3750
3750
I
~
1
1
1/19
Mittelwert
6,84
6.52
5:5l
6,99
6,99
6,97
6,97
6,33
5,66
7,OO
7,OO
6,52
6,67
6,23
5,24
6,93
6,79
5,35
Entspricht
kV
_ _ _ _ _ _ ~
~
~
8,69
7,42
6,83
6,83
-
8,87
7,65
6,94
6,90
6,78
6,72
6,28
5,42
105
f 2O/,
f 4,2°/i,
140
f 1,2"/" 170
170
f 1,6"/,
175
f 3,4'/,
180
f 2,7"/,
t l,l"/io 205
f 2,8°/1, 275
Demnach lassen sich die gefundenen Beugungsringe als
D e b y e - S c h e m e r - K r e i s e erklaren. Die Indizes stimmen mit
denen aus Rontgenstrahlspektrogrammen iiberein. Verbotene
Reflexionen oder Refiexionen, die H,+-Teilchen zugehoren,
lsssen sich nicht nachweisen.
c) Konstanz des Quotienteib D : L bei verandertem Abstand Folie/Film
DaB es sich bei den erhaltenen Aufnahmen wirklich um
D e b y e - S c h e r r e r -Kreise handelt, ergibt sich daraus, da6 der
Quotient: Ringdurchmesser D /Abstand L Folie-Film bei Aufnahmen, die mit gleicher Spannung aber verschiedenem Ab-
228
Annabn der Physik. 5. Folqe. Band 17. 1933
stand gemacht sind, fur gleiche Netzebenen gleich gefunden
wurde. Die Friifung ist durchgefuhrt fur 2 Aufnahmen bei
108 kV') und 2 bei 200 kV. Die Ergebnisse sind in Tab. 2a, b
zusammengestellt. Man ersieht, daB D :L innerhalb der Versuchsfehler von +_ 20io konstant ist, wahrend L im Verhdtnis
1 : 1,s bzw. 1 : 1,07 variiert wurde.
Tabelle 2
Konstanz des Quotienten D :L
a) 108 kV
L
mm
D / L fur
1750
3140
1
'
s
1/3,5l 1/8 ,]/I] lvlj
Mittelwert
gemessen
-
s
vi%
6,20
6,20
3,96
der
p
D/Lf i r
.j,w535 i 5,60'5,(iO I5,59
0,5 oi0
I
~-
~,YO
_ _ ~ .___
~
I + a , ~i
--
250
~
3750
u. Meibom u. Rupp. Beugungsversuchemil schnellen Protonen 229
2. I S e n g u n g s a u f n a h m e n a m R a n d e e i n e r G o l d f o l i e
Bei den Keugungsversuchen, die mit Elektronen angestellt
worden sind, ist hiiufig so vorgegangen worden, daD man das
zu untersuchende Priiparat nur streifend in den Strahlengang,
z. B. nur auf den Blendenrand hineingebracht h2it.l) Diese
Methode ist auch hier bei den Versuchen zur
Protonenbeugung erprobt worden. Es wurde
kaufliches Blattgold verwandt , das auf den
Priiparatenhalter aufgelegt und dann mit einer
feinen Nadel durchstochen wurde. Es gelingt
niit dieser Methode , auch bei niedrigeren
Fig. 5.
Spannungen brauchbare Beugungsbilder zu erzielen. Die Auswertungen solcher Aufnahmen, Protonenbeugung
einer
von denen in Fig. 5 eine dargestellt ist, am Rnnde
Goldfolie
werden in Tab. 4 und 5 zusammengefaBt.
Sie bringen in der Tab. 4 Relativinessungen zur Priifung auf
die Konstanz der Wellenlange, in Tab. 5 dann nochmals eine
Tabelle 4
Relativmessungen der Beugung am Folienrand
I
Nummer der
Aufnahme
~
I
-
____
cm
,,,G~1 %I,,
~
122
1
8,16
S,35
8,46
8,44
8,5s
12
n4
n5
n3
I
8,66
8,66
8,66
~
8,89
8,89
7,96
8,36
8,35
8,35
8,36
_
I
cm
R.lO-'e
1/11.
_
~
~
_
8,26 i 4,4 yo
8,46 & 2,O
8,46 + 2,O
8,56 f 3,4
8,61 f 3,7
~
I
I
Entspr.
L
mm
I
kV
._ ~
-~
~
120
115
115
112
110
3140
3140
3140
3140
3140
Tabelle 5
~-
Nummer
der Aufiiahme
'
Absolutmessungen bei Beugung am Folienrand
~
A
* 10-19
11
15
cm
~v~ vs lvfi
_________
14
9,3
12
'10,o
13
41
42
-
_ _.
~.
I . 10-'2 cm
Mittelwert
gemesseu
SPg-
theor.
L
kV mm
~
I
~~
10,1
10,o
9,7 5 6 O i 0
10.0 f 1
9,!15' 10,3 10 6 10.0 6 o:o
10,4 10,3 10,5 10,3 f. 1o / o
10,4 10,3
10,4 1 O/,
10,7 11,21
I I , O i 3.3O/,,
11,4
11,fi
11,s
1,s
*
9,75
$75
10,25
10,4
10,4
10,75
11,8
+ 0,5
+ 2,5
- 25
- l,o
+ O$
2.3
- 2,5
~
~~
85
85
77
75
75
70
58
-
3140
3140
3140
3140
3140
3140
31 40
-
230
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 17. 1933
absolute Priifung der Gleichung von d e Broglie. Die Spannungen liegen in diesem Falle alle unter 100 kV und ergeben
eine Bestatigung der Theorie rnit einem durchschnittlichen
Fehler v?9 & ZC;/,,.
Zur Ubersicht iiber die Absolutbestimmungen der d e B r o e lie-Wellenlangen von Protonen zeigt das S c h i b i l d in Fig. 6 Ge
I
,
50
700
Pi0
zoo
Z50kv
Fig. 6. Prozentuale Abweichung der gemessenen
von den theoretischen Werten
Abweichung von den theoretischen Wellenlangen ; die bei
die
Durchstrahlen der Folie erhaltenen Punkte sind mit 0,
bei Beugung am Rand erhaltenen Werte mit 0 bezeichnet.
3. B e u g u n g s a u f n a h m e n a n G l i m m e r
*4uBer den Aufnahmen an Goldfolien wurden auch Versuche iiber Interferenz von Protonen nach Durchstrahlung
dunner Glimmerhautchen vorgenommen. Bei den Versuchen
rnit Protonen zeigen die Aufnahmen aber
keine Pimktinterferenzen, wie sie Kikuchi’)
mit Kathodenstrahlen gefunden hat, obwohl
die verwendete Glimmerfolie geniigend diinn
war, um mit Elektronen diese Kreuzgitterspektren zu erhalten. Vielmehr treten, abgesehen von zerstreuten Flecken, KreisinterFig. 7.
ferenzen auf. Fig. 7 zeigt eine so erhaltene
Protonenbeugung
an Glimmer
Aufnahme. Die Auswertung dieser Aufnahmen erfolgt in Tab. 6. Hieriiber ist folgendes zu sagen: Die Ringdurchmesser D wurden vermessen
und aus ihnen mit Hilfe der Formel (2a) ein Netzebenenabstand
a,,. errechnet. Um diesen d-Wert rnit einem theoretischen
Wert vergleichen zu konnen, wird angenommen, daB die Kreisinterferenzen D e bye - S c h e r r e r -Ringen zugehijren. E s werden
daher solche Ebenen und Ordnungen des Glimmers ausgewahlt,
die bei Rontgen- und Kathodenstrahlen eine starke Intensitat
zeigen. Mit den Werten der Gitterkonstanten des Glimmers
u = 5,17 BE, b = 8,96 BE, c = 20,O 9, = 54’ 10’
1) S. K i k u c h i , Japan. Journal of phys. V. S. 83. 1928.
v. iMeibom u. Rupp. Beugungsversuche mit schnellen Protonen 231
wird dann die fur das monokline System geltende Reflexionsformel fur Pulverdiagramme
angesetzt, und hieraus Werte fur atheorberechnet. Ein Vergleich mit $en aus der Messung stammenden d-Werten zeigt
eine gute Ubereinstimmung und damit auch fur diesen Fall
die Gultigkeit der de Broglieschen Gleichung fur die Ebenen
101, 010, 100.
Tabelle 6
Interferenzen an Glimmerfolien. i = 9,0-10-12 cm (100 kV).
L = 3500 mm
-
Indizes der
Ebenen
..~
._
101
010
120
201
Ordnung
1
1
1
1
2
6
'r.heor.
Abwchg.
dgem.
"0
1
1
I
1.49
0;56
I
~
1,20
1.47
'
I
- 1.5
Bemerkenswert ist, da8 die Glimmerfolie, die fur Elektronen und Riintgenstrahlen 81s Einkristall reflektiert, fur die
vie1 kleineren Wellenlingen der Protonen Interferenzen wie ein
vielkristallines Pulver gibt. Dieser Unterschied diirfte darin
seine Erklarung finden, da8 die Basisflachen cler einzelnen
EinkristallblGcke urn kleine Winkel in bezug zur Strahlrichtung gegeneinander verschoben liegen, und daB diese Winkel
von gleicher GroBenordnung sind wie die Beugungswinkel
mit Protonen.
Zusammenfaaaung
Es werden neue Versuche zur Prufung der d e Broglieschen Beziehung an Protonenstrahlen mitgeteilt. Die Versuchsapparatur zur Beugung von Protonen wird beschrieben.
Der Nachweis von Protonenbeugungsringen gelingt beim Durchstrahlen. der benutzten Goldfolie erst bei Spannungen von
180 kV aufwarts. Die Ringe lassen sich mit der Formel nach
D e b y e - Sc h e r r e r einer gemeinsamen Wellenlange zuordnen.
Bei gleicher Spannung, aber verandertem Abstand L von Folie
bis zum Film ist der Quotient Ringdurchmesser D: Abstand L
232
Annalen der Physik. 5 . Folge. Band 17. 1933
fur gleiche reflektierende Xbenen gleicli. Ein Vergleich der
experimentell gefundenei Wellenliinge mit der errechneten ergibt eine Restitigung der d e Broglieschen Theorie auf
~r 2:7 O / o . Protonenheugung am Rand einer Goldfulie gestattet,
eine relative und absolute Priifung der Gleichung von d e Brog l i e bis zu Spannungen von 55 kQ herab durchzufiihren. Bei
der absoluten Priifung betriigt der E'ehler max t 2,5 "I,. Die
Beugungsaufnahmen an diinrien Glimnierhauten, bei denen Interf'erenzkreisc irn Gegensatz zu den lnterferenzpunkten bei
Kathodenstrahlen entstehen, lassen sich ebenfalls aus der
Theorie erkliireu. Die angewandten Sparinungen bei der
Protonenbeugung liegen zwischen 55 und 275 kV.
B e r l i n - R e i n i c k e n d o r f.
(Eingegangen 31. Miirz 1933)
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