(1 natuurkunde) is een bundel evenwijdig aan elkaar voortsnellende atomen. Men kan een atoomstraal verkrijgen door een stof tot verdampen te brengen in een luchtledig vat, voorzien van een hals, waarin op enige afstand twee kleine openingen, diafragma’s, zijn aangebracht.
Slechts die atomen uit de damp, die toevallig een dergelijke richting bezitten, dat ze ongehinderd door de twee openingen kunnen passeren, vormen de atoomstraal. De atomen in een dergelijke straal hebben nog verschillende snelheden. Om een bundel te maken, die slechts atomen bevat van ongeveer gelijke snelheid, laat men de openingen van de beide diafragma’s slechts gedurende korte tijd open, echter de tweede opening iets na de eerste. Alleen die atomen zullen dan worden doorgelaten, die de afstand tussen de beide openingen juist in de goede tijd hebben afgelegd om beide openingen open te vinden. Men spreekt in dit geval van een monochromatische atoomstraal.(2 scheikunde) is een meetgrootheid voor het berekenen van de atoomafstand. Zoals met behulp van de ionstralen de afstand tussen twee ionen in een kristal kan worden berekend, heeft Pauling een stel atoomstralen gegeven ter berekening van de atoomafstand bij atoombinding (z chemische binding). De afzonderlijke waarden van de atoomstralen volgen direct uit de afstand, waargenomen tussen twee gelijke atomen, zoals Cl-Cl in Cl2 en C-C in diamant bijv. Het blijkt, dat de zo berekende waarden voor de atoomafstanden vrij goed overeenstemmen met de waarneming, en dat afwijkingen meestal een afwijkende bindingswijze aanduiden. Voor meervoudige bindingen moet de afstand met een factor vermenigvuldigd worden van resp. 0.87 en 0.78 voor een twee- resp. drievoudige binding.
Er zij ten slotte nog op gewezen, dat deze stralen volstrekt niet betekenen dat het chlooratoom een bol zou zijn met straal 0,99 Å, het zijn alleen partiële bindingsafstanden. Een chlooratoom heeft naar buiten, tegenover niet gebonden atoom, veeleer een straal van 1,8 Å (Van der Waals-straal).
