DE445801C

DE445801C - Device for determining the zero point on X-ray spectrometers

Info

Publication number: DE445801C
Application number: DES71486D
Authority: DE
Original assignee: HUGO SEEMANN DR
Current assignee: HUGO SEEMANN DR
Priority date: 1925-09-12
Filing date: 1925-09-12
Publication date: 1927-06-18

Description

Vorrichtung zur Nullpunktsbestimmung an Höntgenspektrometern. Bei der Gitterspektroskopie des sichtbaren, ultravioletten und ultraroten Lichtes hat sich die Absolutbestimmung der Wellenlängen trotz hoher technischer Vollendung, insbesondere durch A. Cornu (Ann. ec. norm. (2) 3. 42i-434, 1874, und (2) 9, 2x-xo6, 188o), als ungenau im Vergleich zur Relativmessung erwiesen. Letztere besteht darin, den Abstand einer zu messenden Wellenlänge relativ zur Lage einer genau bekannten Standardspektrallinie zu bestimmen, die in mehreren Ordnungen in das Spektrum hineingebracht wird.Device for determining the zero point on Höntgens spectrometers. at which has grating spectroscopy of visible, ultraviolet and ultraviolet light the absolute determination of the wavelengths despite high technical perfection, in particular by A. Cornu (Ann. ec. norm. (2) 3. 42i-434, 1874, and (2) 9, 2x-xo6, 188o), proved to be imprecise compared to the relative measurement. The latter consists in the distance of a wavelength to be measured relative to the position of a precisely known one To determine the standard spectral line, which in several orders in the spectrum is brought in.

In der Röntgenspektroskopie ist das Cornusche Verfahren von 188o wieder zur Absolutbestimmung benutzt worden, und zwar `söwohl bei der Braggschen fokussierenden Drehmethode als auch bei der Seemannschen Lochkameramethode und der von Friedrich und Seemann beschriebenen Fenstermethode. Später haben W. Vogel (Zeitschr. f. Physik 4, 257-26z, 1921) und A. P. Weber (ebenda 4, 36o-362, 1921) gezeigt, daß man auch bei der Schneidenmethode Seemanns eine Absolutbestimmung der Wellenlängen erzielen kann, wenn man zwei identische Spektralaufnxhmen in spiegelbildlicher Lage macht, deren Lage gegeneinander durch -eine 18o'-Drehung des Kristalls genau definiert ist.In X-ray spectroscopy, the Cornusche method of 188o is again been used for the absolute determination, namely `söwohl with the Bragg focusing Rotation method as well as the Seemann pinhole camera method and that of Friedrich and Seaman window method described. Later W. Vogel (Zeitschr. F. Physik 4, 257-26z, 1921) and A. P. Weber (ibid. 4, 36o-362, 1921) have shown that one can also achieve an absolute determination of the wavelengths with Seemann's cutting edge method can, if one takes two identical spectral recordings in a mirror-inverted position, their position in relation to one another is precisely defined by an 18o 'rotation of the crystal is.

Diese 18o'-Schwenkung wird in dem einen Falle um eine Achse ausgeführt, die so genau wie möglich mit der Schneidenkante zusammenfällt, also vertikal steht. Die beiden Einzelaufnahmen liegen dann spiegelbildlich zu beiden Seiten des Nullpunktes, der auch dann beiden genau gemeinsam ist, wenn die Richtung und Lage der Kristalloberfläche nicht genau bekannt ist. Der Abstand des Kristalls von der Schneide muß berücksichtigt werden. Auch wird der Kristall um 18o' um eine die Schneide vertikal schneidende Achse geschwenkt, die annähernd senkrecht zur reflektierenden Kristallfläche liegt. Es wird hierzu eine hohle Welle benutzt, in der der Kristall annähernd so befestigt ist, daß die reflektierende Kristallfläche senkrecht zur Achse (Seele) der Welle und dicht vor der Schneide parallel zu ihr liegt. Es wird ebenfalls in jeder Lage des Kristalls je eine Aufnahme auf dieselbe unverrückt am Spektrographen sitzen bleibende Platte gemacht, die sich um so genauer decken, je genauer die oben gekennzeichnete Justierung des Kristalls ausgeführt ist. Kennt man die Schnittlinie der Ebene, die durch die Schneide läuft (oder durch den ihr gegenüberliegenden Flächenstreifen des Kristalls) und genau senkrecht auf der Drehachse des Kristalls steht, mit der photographischen Platte, so liegen die Nullpunkte der beiden aufgenommenen Spektren in gleichem Abstand zu beiden Seiten dieser Schnittlinie in einem Abstand, der sich aus der Versetzung der beiden Spektren gegeneinander leicht errechnen läßt.This 18o 'swivel is carried out around an axis in one case, which coincides as precisely as possible with the cutting edge, i.e. stands vertically. The two individual images are then mirror images on both sides of the zero point, which is exactly common to both when the direction and position of the crystal surface is not exactly known. The distance between the crystal and the cutting edge must be taken into account will. Also, the crystal becomes 18o 'around a vertically cutting edge Axis pivoted, which is approximately perpendicular to the reflective crystal surface. A hollow shaft is used for this, in which the crystal is fixed in approximately the same way is that the reflective crystal face is perpendicular to the axis (soul) of the wave and lies parallel to it close to the cutting edge. It will also work in every situation of the crystal sit one image on the same immovable on the spectrograph permanent plates, which coincide the more precisely, the more precisely the one marked above Adjustment of the crystal is carried out. Do you know the line of intersection of the plane that runs through the cutting edge (or through the strip of surface opposite it of the crystal) and is exactly perpendicular to the axis of rotation of the crystal with which photographic plate, the zero points of the two recorded spectra lie equidistant on both sides of this line of intersection at a distance that extends can easily be calculated from the offset of the two spectra relative to one another.

Außerdem ist ein Kristallspektrometer bekannt, bei dem gleichfalls eine 18o'-Schwenkung des Kristalls zwischen zwei Einzelaufnahmen ausgeführt wird, und zwar um eine Achse, die senkrecht zur Spaltrichtung und möglichst genau in der Ebene der reflektierenden Kristallfläche liegt.In addition, a crystal spectrometer is known in which also the crystal is swiveled 18o 'between two individual exposures, around an axis that is perpendicular to the direction of the gap and as precisely as possible in the Plane of the reflective crystal surface lies.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Nullpunktbestimmung an Röntgenspektrometern dar, und zwar nicht nur für die Schneidenmethode, sondern sie ermöglicht auch die absolute Nullpunktbestimmung durch Anwendung einer 18o'-Schwenkung auf die Lochkamera- und Fenstermethode sowie auf die Braggsche fokussierende Drehmethode, also auf alle heute bekannten Röntgenspektrographen. Die Vorrichtung sei zuerst in ihrer Anwendung bei der Schneidenmethode beschrieben.The present invention provides an apparatus for determining the zero point on X-ray spectrometers, not only for the cutting edge method, but it also enables the absolute zero point to be determined by using an 18o 'swivel on the pinhole camera and window method as well as on the Bragg's focussing rotation method, that is, on all X-ray spectrographs known today. The device is first described in their application to the cutting edge method.

Die in Abb. 1 der Zeichnung im Grundriß dargestellte Kamera H, M, N, E, S des Röntgenpektrographen . besitzt eine ebene Anschlagfläche ill,-T, N senkrecht zur Zeichenebene und parallel zur Spaltschneide S. Gegen diese Anschlagfläche wird eine Brücken- oder kastenförmige Fassung F des Kristalls K so gedrückt, daß ihre in einerEbene liegenden Randflächenm und n in ihrer ganzen Ausdehnung an M, T anliegen. Der Kristall ist in der Fassang F so befestigt, daß er mit seiner reflektierenden Spaltfläche annähernd in der Ebene in, n liegt. The camera H, M, N, E, S of the X-ray spectrograph shown in plan in Fig. 1 of the drawing. has a flat stop surface ill, -T, N perpendicular to the plane of the drawing and parallel to the cutting edge S. A bridge or box-shaped mount F of the crystal K is pressed against this stop surface in such a way that its edge surfaces m and n lying in one plane at M in their entire extent , T. The crystal is fixed in the barrel F in such a way that its reflective cleavage surface lies approximately in the plane in, n.

Wenn es gelingt, diese Lage genau herzustellen, so liegt der Nullpunkt bzw. die Nullinie des Spektrums in der Schnittlinie der Anschlagfläche M, N mit der photographischen Platte P Diese Schnittlinie wird auf P dadurch markiert, daß ein mit einer ebenen Anschlagfläche versehener Klotz C in der Nähe von N gegen M, N gedrückt wird, und in einem kleinen meßbaren Abstand von ihm und parallel zu M, N eine dünne ebene Platte D angebracht ist, deren Abstand von C so groß zu bemessen ist wie der Abstand der Schneide S von der Ebene M, N bzw. m, n, das ist die Spaltweite. Strahlen, die an m und n vorbei längs M, T, N auf P gelangen, projizieren dort einen schwarzen Streifen, der die richtige Nullinie des von K entworfenen Spektrums darstellt. Wenn die reflektierende Spaltfläche von K nicht genau in der Ebene na, zz gebracht wurde oder werden konnte, so liegt der Nullpunkt des Spektrums links oder rechts von dem Projektionsstreifen bei N auf P.If it is possible to produce this position exactly, the zero point or the zero line of the spectrum lies in the line of intersection of the stop surface M, N with the photographic plate P. This line of intersection is marked on P by a block C in near N is pressed against M, N, and at a small measurable distance from it and parallel to M, N a thin flat plate D is attached, the distance from C to be as great as the distance of the cutting edge S from the Level M, N or m, n, that is the gap width. Rays that pass m and n along M, T, N to P project a black stripe there, which represents the correct zero line of the spectrum designed by K. If the reflective cleavage surface of K was not or could not be brought exactly in the plane na, zz, then the zero point of the spectrum lies to the left or right of the projection strip at N on P.

Die Vorrichtung ermöglicht in besonders einfacher und genauer Weise eine Bestimmung der Mitte zwischen zwei gleichen Spektrallinien des Spektrums von dem Projektionsstreifen dadurch, daß F mit höchster Präzision in der Ebene M, N um annähernd 18o' gedreht werden kann, ohne irgendeinen Drehmechanismus zu Hilfe zu nehmen, indem F von der Anschlagfläche M, N abgenommen und derart wieder angepreßt wird, daß m und n vertauscht sind. Durch einen genau rechtwinklig prismatischen Bau von F und entsprechende Umschlagflächen an der Kamera parallel zur Zeichenebene oberhalb oder unterhalb von F kann auch die 18o'-Schwenkung als solche genau ausgeführt werden. In beiden gekennzeichneten Stellungen von F werden je eine Spektralaufnahmevon der zu messenden Spektrallinie auf ein und dieselbe Platte gemacht. Wenn K schief zu M, N sitzt, wie es die Abbildung zeigt, so wird die Spektrallinie einmal bei R1 erscheinen und einmal bei RZ. Bei kleinem Abstand R1, R2 ist der Abstand von der Mitte des Projektionsstreifens N bis zur Mitte zwischen R1 und R2 der wahre spektrale Abstand der Spektrallinien vom Nullpunkt. Anstatt die Flächen M, N und m, ia als Anschlagfläche zu benutzen, kann man F auch derart mit der Rückseite, die genau parallel m, m sein muß, gegen eine Anschlagfläche M', N' drücken, die genau parallel zu M, N liegt in einem Abstande gleich der Dicke von F. C und D können dann ebenso an dieser Fläche angebracht werden wie an .3T, N. Der Projektionsstreifen auf P wird hierbei um die bekannte Dicke von F nach rechts verlegt, so daß dieser Abstand bei der Nullpunktsbestimmung berücksichtigt werden muß.The device enables the middle between two identical spectral lines of the spectrum of the projection strip to be determined in a particularly simple and precise manner in that F can be rotated with the highest precision in the plane M, N by approximately 18o 'without using any rotating mechanism by removing F from the stop surface M, N and pressing it on again in such a way that m and n are interchanged. With an exactly right-angled prismatic construction of F and corresponding reversal surfaces on the camera parallel to the plane of the drawing above or below F, the 18o 'pivoting as such can also be carried out precisely. In both marked positions of F, a spectral record is made of the spectral line to be measured on one and the same plate. If K is at an angle to M, N, as shown in the figure, the spectral line will appear once at R1 and once at RZ. If the distance R1, R2 is small, the distance from the center of the projection strip N to the center between R1 and R2 is the true spectral distance of the spectral lines from the zero point. Instead of using the surfaces M, N and m, in general as a stop surface, one can also press F with the rear side, which must be exactly parallel m, m , against a stop surface M ', N' that is exactly parallel to M, N lies at a distance equal to the thickness of F. C and D can then be attached to this surface as well as at .3T, N. The projection strip on P is moved by the known thickness from F to the right, so that this distance is at the Determination of the zero point must be taken into account.

Die Abb. i zeigt nur die Ausführung der Vorrichtung bei der sogenannten Schneidenmethode nach Seemann. Die Vorrichtung ist bei dieser Methode am vorteilhaftesten anwendbar, weil man dafür sorgen kann, daß vor und nach dem Umstellen von F dasselbe schmale Flächenstückchen gegenüber der Schneide liegt, so daß Unebenheiten der Kristallfläche an anderen Stellen keine Störung der Mittenbestimmung verursachen kann.Fig. I shows only the design of the device in the so-called Seaman's cutting method. The device is most advantageous in this method applicable because you can ensure that the same thing is done before and after changing F narrow pieces of surface opposite the cutting edge, so that unevenness of the crystal surface cannot cause a disturbance of the centering at other points.

Die Vorrichtung kann aber auch bei allen anderen Spektrometern und Spektrographenkonstruktionen verwendet werden. Es muß dann F samt dem Kristall an 31, N entlang in bekannter Weise soweit nach der Platte zu oder von ihr fort verschoben werden, daß gegenüber S eine zweite Schneide oder Backe zur Bildung eines Spaltes angebracht werden kann. Bei Methoden, bei denen die Strahlen nicht an der Oberfläche, sondern im Innern des Kristalls reflektiert werden, muß die reflektierende Strukturfläche annähernd in die Richtung der Ebene m, n gebracht werden.However, the device can also be used with all other spectrometers and spectrograph constructions. F and the crystal must then be displaced along 31, N in a known manner towards or away from the plate so that opposite S a second cutting edge or jaw can be attached to form a gap. In methods in which the rays are not reflected on the surface but in the interior of the crystal, the reflecting structural surface must be brought approximately in the direction of the plane m, n .

An die Stelle der photographischen Platte kann auch eine Ionisatiohskammer gebracht werden, und zwar in derselben Weise wie bei den bekannten Ionisations-Spektrometern.An ionization chamber can also take the place of the photographic plate are brought, in the same way as in the known ionization spectrometers.

Abb. 2a und 2b zeigen die Anordnung bei einem Bragg-Spektrographen. Die Anschlagfläche der Anordnung nach Abb. i befindet sich hier auf dem Drehtisch A, G. Sie besteht vorteilhaft nur aus einem stufenförmigen Absatz M, N in Abb. 2a und 0, Z in Abb. 2b der Tischplatte A, G, der genau durch die Drehachse 0 läuft. Gegen diese Stufe werden die Füße m und n der Kristallbrücke F gedrückt, die mit ihrer horizontalen Fläche auf der niedrigeren rechten Hälfte G der Tischplatte aufliegt, wie Abb. 2b zeigt. Der Kristall K sitzt in F genau wie in Abb. i festgekittet. Der Nullpunkt Q liegt in der Verlängerung der Anschlagfläche M, N, wenn der Tisch so steht, daß auch der Spalt S in dieser Linie liegt.Fig. 2a and 2b show the arrangement in a Bragg spectrograph. The stop surface of the arrangement according to Fig. I is here on the turntable A, G. It consists advantageously only of a stepped shoulder M, N in Fig. 2a and 0, Z in Fig. 2b of the table top A, G, which runs exactly through the axis of rotation 0. The feet m and n of the crystal bridge F, which with its horizontal surface rests on the lower right half G of the table top, as Fig. 2b shows. The crystal K sits in F as cemented in Fig. I. Of the Zero point Q lies in the extension of the stop surface M, N if the table is like this stands that the gap S is also in this line.

Die Blenden C und D werden bei dem Drehtisch A des Bragg-Spektrographen vorteilhaft auf einem Verlängerungsansatz L angebracht, wie Abb. 2a zeigt. Die Stufe lll, N der Abb. 2a bzw. 0, Z der Abb. 2b läuft auch über diesen Arm L bis N. Man findet Q dadurch, daß der Tisch A, G während einer Exposition langsam um die ungefähr richtige Nullage herum geschwenkt wird. Dann entsteht von dem aus S austretenden divergenten Strahlenbündel auf dem Film Pein scharfer, durch C und D hervorgerufener Projektionsstreifen, dessen rechte Kante Q den Nullpunkt des Spektrums bildet.The diaphragms C and D are advantageously attached to the turntable A of the Bragg spectrograph on an extension L, as Fig. 2a shows. Step III, N in Fig. 2a or 0, Z in Fig. 2b also runs over this arm L to N. Q is found in that the table A, G is slowly pivoted around the approximately correct zero position during an exposure . Then the divergent bundle of rays emerging from S produces sharp projection stripes on film Pein caused by C and D, the right edge of which Q forms the zero point of the spectrum.

Auf den Arm L kann verzichtet werden, wenn man C und D dicht neben ia auf dem Kreistische A, G zu beiden Seiten der Stufe des Tisches anbringt.Arm L can be dispensed with if C and D are placed close to the circle A, G on both sides of the step of the table.

Die Schärfe des Projektionsschattens von D und C auf dem Film P bei Q leidet dadurch nur dann merklich, wenn der Spalt S sehr breit eingestellt ist, was bei Präzisionsmessungen nicht der Fall sein kann. Es kann aus diesem Grunde auf die Blenden C und D auch ganz verzichtet werden, da m und n allein einen genügend scharfen Schattenrand Q werfen.The sharpness of the projection shadow of D and C on the film P at Q only suffers noticeably if the gap S is set very wide, which cannot be the case with precision measurements. For this reason, the diaphragms C and D can be dispensed with entirely, since m and n alone cast a sufficiently sharp shadow edge Q.

Claims

PATENT CLAIM: -Device for - zero point determination on X-ray spectrometers, characterized in that the crystal in a known manner in a hollow Version is mounted, which is open on one side and is level with its Edge surfaces of the open side in two positions 18o 'different on one parallel to the cutting edge from the gap to the photographic plate or to the ionization chamber running table top can be put on, which is close to the photographic plate has two flat beam diaphragms that one from the radiation source through the Gap running close to the stop surface of the frame and table top Allow a narrow beam of rays to reach the plate or the ionization chamber.