Maßeinheiten für Atomgewichte und Nuklidenmassen

Die E r z e u g u n g von „Kikuchi-Linien und - B ä n d e r n "
mit relativ weichen Röntgen-Strahlen
und
der
Einfluß von Kristallstörungen auf diese
Röntgen-Interferenzen
V o n
0 .
BRÜMMER
Institut für experimentelle Physik der Universität Halle
(Z. Naturforschg. 13 a, 5 7 1 — 5 7 2 [1958] ; eingegangen am 21. Juni 1958)
Es lassen sich RöNTGEN-Interferenzen ähnlich denen
der KiKUCHi-Linien- und -Bänder weit unter 100 kV mit
der kurzwelligen Kante der Bremsstrahlung erzeugen.
Auftreten sowie Aussehen der Interferenzen ist vom
Störungsgrad der Kristalle abhängig. Die Interferenzen
verschwinden in der Nähe der anomalen Absorption.
Wie bereits D E T E R M A N N 1 und W O L F 2 zeigen konnten,
lassen sich RöNTGEN-Interferenzen ähnlich denen der
KiKUCHi-Linien und -Bänder an Einkristallen erzeugen.
Sie benutzten Spannungen von 100 bis 400 kV, um
mit der kurzwelligen Kante der RÖNTGEN-Bremsstrahlung
in dem Wellenlängenbereich der Elektronen zu liegen,
mit denen üblicherweise KiKucm-Diagramme erhalten
werden. M. v. L A U E 3 weist auch aus diesen Gründen
darauf hin, daß hinreichend kurzwellige RöNTGEN-Strahlung notwendig ist. Eine praktische Anwendung der
Methode in der Kristallphysik hatte unter den bisher
gegebenen Bedingungen wenig Erfolgsaussichten. Auch
wurden keine weiteren diesbezüglichen Forschungsarbeiten bekannt.
Mit einer speziellen Kleinstbrennfleck-Hohlanodenröhre (Brennflecke von 0,5 bis 0,05 mm 0 , Anodenfoliendicke ~ 30 ju) wurden diese Untersuchungen in
Weitwinkelanordnung wieder aufgenommen. Wie die
Abbildungen zeigen, konnten bei wesentlicher Senkung
der Röhrenspannung und entsprechender Abstimmung
der Kristalldicke sogar bedeutend kontrastreichere Diagramme erhalten werden als es bisher möglich war. Der
Spannungsbereich, in dem die Untersuchungen durchgeführt wurden, erstreckte sich von 50 bis 8 kV (siehe
dazu auch Aufnahmedaten in den Legenden zu den Abbildungen) . Sogar bei 8 kV konnten noch auswertbare
Interferenzen erzielt werden.
Weiterhin konnte direkt bewiesen werden, daß die
bandbegrenzenden Interferenzlinien jeweils der kurzwelligen Kante der Bremsstrahlung zuzuordnen sind.
H. D E T E R M A N N , Schriften d. naturf. Ges. Danzig N.F. 20
( H . 2 ) , 4 [1937],
2 H. C. W O L F , Ann. Phys., Lpz. (6) 1 3 , 381 [1953].
3 M. v. L A U E , Materiewellen und ihre Interferenzen, Akadem.
Verlagsges., Leipzig 1944, S. 349.
* Abb. 1 bis 3 auf Tafel S. 570 b.
1
Die Anordnung wurde dazu so getroffen (zylinder- oder
kugelförmige Präparate im divergenten RöNTGEN-Strahl
bei zylinderförmiger Filmeinlage, ähnlich dem D E B Y E ScHERRER-Verfahren), daß Extinktionsdiagramme, erzeugt durch die charakteristische RöNTGEN-Strahlung,
neben den „KiKUCHi-Bändern" auf dem Film auftraten.
Die Extinktionslinien konnten somit als Eichnormal benutzt werden (s. A b b . 1 * ) .
Für eine Entscheidung, welche Wellenlängen in die
Interferenzbänder gesteuert werden, sind spektroskopische Untersuchungen mit einer Drehanodenröhre mit
Punktfokus 4 angelaufen. Um Aussagen über den Charakter der Diagramme und im speziellen über die HellDunkelstruktur der Interferenzlinien zu gewinnen, wurden Untersuchungen an Einkristallen durchgeführt, die
sowohl dem Idealtyp ( C a C 0 3 , NaCl) als auch dem Realtvp (AI, Fe, Cu) nahestanden.
Es zeigte sich, daß keine Bandinterferenzen mit einem
AX der kurzwelligen Kante der RöNTGEN-Bremsstrahlung
an idealen Kristallen erzeugt werden können. Die Bandintensitäten nehmen mit steigendem Grad der Kristallidealität immer mehr ab, um in der Nähe der anomalen A b s o r p t i o n 5 völlig zu verschwinden. Es war z. B.
am Kalkspat nur durch entsprechende künstliche Störung des Kristallbaues möglich, Bandinterferenzen zu
erhalten. Die zur Verfügung stehenden Steinsalzkristalle
zeigten bereits mehr oder weniger große Wachstumsstörung, so daß immer schwache Bandinterferenzen auftraten. Dagegen lieferten die aus der Rekristallisation
und Schmelze gewonnenen Metalleinkristalle scharfe
und kontrastreiche Diagramme, die verschiedentlich
durch zusätzliche schwache Deformationen nur noch
wenig verbessert werden konnten. Hieraus kann geschlossen werden, daß Versetzungen und Störungen im
Kristallbau wesentlich für die Erzeugung solcher Diagramme sind. L O N S D A L E 6 konnte ganz ähnliche Erfahrungen bei der Erzeugung von Extinktionsdiagrammen
mit der charakteristischen RöNTGEN-Strahlung machen.
Die Hell-Dunkelstrukturen der bandbegrenzenden
Interferenzlinien, die mit einem AX der kurzwelligen
Kante der Bremsstrahlung erzeugt werden, sind sicherlich deshalb ausschließlich — entgegen der Auffassung
von W O L F 2 — auf die Sekundärextinktion zurückzuführen. Vorerst ist eine Erklärung auf Grund der Untersuchungsbefunde mit der dynamischen Theorie zumindest erschwert, da ein gestörter oder Mosaikkristall eine
direkte Voraussetzung ist.
4
3
0
G. B E C H E R E R , O . B R Ü M M E R U. D . R I E N Ä C K E R , Z. angew. Phys.
133, 3, 9 [1957].
G. B O R R M A N N , Z. Phys. 1 2 7 , 297 [1950]. - Z. Kristallogr.
106, 109 [1954].
K. L O N S D A L E , Phil. Trans. Roy. Soc., Lond. A 2 4 0 , 219 [1947].
Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschung
in Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der
Wissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:
Creative Commons Namensnennung-Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland
Lizenz.
This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift
für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the
Advancement of Science under a Creative Commons Attribution-NoDerivs
3.0 Germany License.
Zum 01.01.2015 ist eine Anpassung der Lizenzbedingungen (Entfall der
Creative Commons Lizenzbedingung „Keine Bearbeitung“) beabsichtigt,
um eine Nachnutzung auch im Rahmen zukünftiger wissenschaftlicher
Nutzungsformen zu ermöglichen.
On 01.01.2015 it is planned to change the License Conditions (the removal
of the Creative Commons License condition “no derivative works”). This is
to allow reuse in the area of future scientific usage.
Experimentell wird es also möglich, den Störungsoder Versetzungsgrad bei kleiner werdender Versetzungsdichte (z. B. am Germanium) * bis zur anomalen
Absorption hin zu verfolgen. Dazu ist es aber notwendig, daß bei der jeweils gewählten Spannung bzw. Kristalldicke die charakteristische Strahlung der Anodenfolien mit angeregt wird. Außerdem bietet sich bei
* Nach Fertigstellung dieser Arbeit wurde eine Veröffentlichung von G. B O R R M A N N , W . H A R T W I G U . H . I R M L E R , Z. Naturforschg. 13 a, 423 [1958]. bekannt. Sie konnten den
Einfluß einzelner Versetzungslinien auf die Interferenzlinien der anomalen Absorption zeigen.
kristallphysikalischen Untersuchungen mit der hier beschriebenen Methode der Vorteil — gegenüber den bekannten Extinktionsmethoden 6 - 7- 8 —, Kristalle in einem
verhältnismäßig großen, variablen Dickenbereich zu
untersuchen.
Eine ausführliche Veröffentlichung ist für einen späteren Zeitpunkt vorgesehen.
H. S E E M A N N , Ann. Phys., Lpz. 7, 633 [1930].
E. R U T H E R F O R D u. C . A N D R A D E , Phil. Mag. 2 8 . 263 [1914].
7
s
BERICHT
Maßeinheiten für A t o m g e w i c h t e und Nuklidenmassen
V o n
J.
MATTAUCH
Aus dem Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
(Z. Naturforschg. 13 a. 5 7 2 — 5 9 6 [1958] ; eingegangen am 18. April 1958)
I.
1,000275
T E I L
scale.
1. Einleitung
in dealing
Die unmittelbare Veranlassung für die vorliegende
Arbeit bildet ein Dokument (Bulletin No. 2 ) , das im
Herbst 1956 von der Internationalen Union für Chemie
an die Union für Physik gesandt wurde. Es hat den
folgenden Wortlaut:
"The
Commission
national
been
Union
concerned
situation
arising
expressing
Pure
for
16
time
ivith
the existence
masses
atomic
spectroscopists
same
number
and
s scale
160.
of
nuclear
by
the
Interhas
undesirable
scales
for
particles.
The
on the
exact
is based
natural
The scale
physicists
mass of the
In consequence
are larger
the
of atomic
weight
for the relative
of oxygen,
of
Chemistry
of two
of three isotopes.
mass
physicist
Weights
Applied
used by chemists
as the
which is a mixture
isotope
and
some
from
the relative
scale commonly
number
on Atomic
of
than the corresponding
oxygen,
used
uses
by
the
predominant
all values on the
the approximate
factor
and
the
ivith such constants
concerns
and the President
that the Union
matter to the attention
of 1UPAP
as AVOGADRO'S
of the Commission
that the problem
as chemists
asked
chemical
especially
number
FARADAY.
The members
consider
this
ones on the
This situation tends to cause confusion,
of Physics
on Atomic
physicists
of the Commission
be invited to bring
either of an existing
or to a Commission
Weights
as
especially
well
has
the
Commission
appointed
for
purpose."
Die Basis Sauerstoff gleich 16 ( 0 = 16) für die Angabe der Atomgewichte wurde von den Chemikern um
die Jahrhundertwende allgemein angenommen
als
man die erste internationale Atomgewichtskommission
einsetzte 2 . Für die Angabe der genauen Massen einzelner Atomarten (Nuklide) folgten die Physiker seit 1927
1
2
Ber. Deutsch. Chem. Ges. 31. 2761 [1898] ; 33. 1847
[1900]; 34. 4353 [1901],
Ber. Deutsch. Chem. Ges. 35. 4028 [1902],