Winkler Prins Encyclopedie

E. de Bruyne, G.B.J. Hiltermann en H.R. Hoetink (1947)

Gepubliceerd op 17-10-2024

RÖNTGENDIAGRAMMEN

betekenis & definitie

zijn verzamelingen van stippen of lijnen, die op een fotografische film ontstaan, indien men die aan Röntgenstralen blootstelt, die als een smalle bundel op een stof zijn gevallen. Deze diagrammen zijn een machtig hulpmiddel gebleken, om de structuur der materie te ontraadselen, in de eerste plaats van kristallen, daarna ook van vezelstoffen, macromoleculaire stoffen, vloeistoffen en moleculen.

Laat men nl. een smalle bundel monochromatisch Röntgenlicht op een lichaam vallen, dan zullen de atomen deze stralen verstrooien, en deze verstrooide stralen zullen door interferentie de genoemde diagrammen veroorzaken. Voor een kristal is het resultaat van deze interferentie, dat de bundel alleen als zij onder een bepaalde hoek 0, de glanshoek, met een der netvlakken invalt, verstrooid wordt en dan onder de zelfde hoek met het netvlak, alsof zij gewoon werd gespiegeld. Dit netvlak heeft niets te maken met het oppervlak van het kristal, het kan er scheef doorlopen (zie kristallen). Om nu de zgn. Röntgenreflecties te verkrijgen, laat men het kristal om een as draaien; zodra het kristal een gunstige stand heeft ingenomen, schiet er een verstrooide bundel uit, en ontstaat op de film een vlekje (draai-opname). Meestal staat de invallende Röntgenbundel loodrecht op de draai-as. Hoewel uit zo’n diagram reeds gegevens over de kristalstructuur kunnen worden afgeleid, is het niet gemakkelijk uit te maken, in welke stand van het kristal het vlekje ontstond, en bij welke netvlakkenschaar het behoort. Vandaar, dat men de film laat bewegen. Bevindt zich de film als een manchet om de draai-as, en wordt zij in de richting van de draai-as bewogen, dan heeft men een Weissenbergcamera en vindt een Weissenberg-opname plaats.Verder noemen wij de retigraaf (de Jong-Bouman-camera), waar de vlakke film loodrecht op de draaias staat, en met het kristal mededraait, echter om een andere as. Door geschikte keuze van plaats en draai-as bereikt men dat de stippen in een regelmatig patroon verschijnen, dat onmiddellijk uitsluitsel geeft over de verschillende netvlakken en daardoor over de vorm en afmeting van de cel (zie kristallen). De intensiteit van de reflecties geeft inlichtingen over de plaats van de samenstellende atomen in de cel. Bij vezelstoffen, gerekte rubber enz. heeft men een verzameling van kristallen, die met een bepaalde as ongeveer in dezelfde richting staan. Men neemt dan met stilstaand preparaat een draai-opname waar, waaruit gegevens over deze stoffen zijn te halen. Heeft men ten slotte een stof, die uit vele willekeurige, gerichte kristallen bestaat als metalen, gepoederde stoffen, dan gebruikt men de Debije-Scherrer-camera.

Meestal zit hier de film als een manchet om het staafvormige preparaat. De Röntgenbundel valt loodrecht op het staafje in, en voor elke reflectie is er wel een kristal, dat in de goede stand voor reflectie staat. Er ontstaan dan gebogen lijnen op de film, elk voor een bepaalde glanshoek. Voor het gebruik van deze camera zie kristallen.

Ook hiervan bestaan vele uitvoeringen. Zo wordt wel de film vervangen door een Geigerteller, die de plaats van de lijnen aftast. Dezelfde methode is ook bruikbaar voor vloeistoffen; het blijkt, dat men de opbouw van een vloeistof als die van een verstoord kristalrooster kan opvatten. Het onderzoek van gassen ten slotte leert ons de bouw der moleculen kennen, die het gas vormen.

De eerste diagrammen, die zijn opgenomen, zijn Laue-diagrammen, met één kristal, en een niet-monochromatische bundel (zie kristallen). Gebruikt men toch monochromatisch licht, dan neemt men op de film na lange belichting diffuse vlekken waar, die ons inlichtingen geven over de warmtebeweging van de atomen. De nieuwste ontwikkeling is het verstrooien van Röntgenstralen onder zeer kleine hoeken (small angle scattering) om gegevens over de afmetingen van zeer kleine lichamen te verkrijgen, bijv. van kleine roetdeeltjes. De interferentie van de stralen, die door zo’n deeltje worden verstrooid, heeft een bepaalde intensiteitsverdeling in afhankelijkheid van de verstrooiingshoek tot gevolg.

Bij dit onderwerp behoort ook de golflengtemeting van Röntgenstralen. Men laat de bundel tegen een gegeven kristal vallen, en draait dit kristal. Voor elke golflengte treedt er tegen een gegeven netvlak bij één stand een verstrooide straal op; de hoek hangt op eenvoudige wijze van de golflengte af door de wet van Bragg (zie kristallen), die de basis van het Röntgenonderzoek der materie vormt.

DR J. BOUMAN

Lit.: A. Bouwers, Physica en Techniek der Röntgenstralen (Deventer 1927); A. H. Compton en S. K. Allison, X-rays in Theory and Experiment (London 1936); W.

L. Bragg, The Crystalline State (London 1933); R. W. James, The Optical Principles of the Diffraction of X-rays (2de dl van The Crystalline State) (London 1948); W. F. de Jong, Compendium der Kristalkunde (Utrecht 1951); R. Glocker, Materialprüfung mit Röntgenstrahlen (Berlin 1936); M.

J. Buerger, X-Ray Crystallography (London 1942); Selected Topics in X-Ray Crystallography, ed. by J. Bouman (Amsterdam 1951).

< >