Streustrahluntersuchungen mit Licht und Rontgenstrahlen ermoglichen die Strukturbeschreibung regellos angeordneter Materie durch Angabe statistischer Mittelwerte d e r Dimensionen. Die abgeleiteten GesetzmaOigkeiten konnen u. a. zur Bestimmung d e r inneren Oberflache poroser Substanzen (die z. B. fur Katalyseproblerne wichtig ist), zur Ermittlung von TeilchengroOe und -gestalt in idealisierten (verdunnten)Systemen, als auch zur Interpretation der ,,kritischen Opaleszenz" verwendet werden.
EinleitungI m Gegensatz zu einem Kristall, dessen Aufbau sich durch eine durchgehende geometrische GesetzmaBigkeit auszeichnet, laat sich die Struktur einer a m o r p h e n S u bs t a n z meist nur mit Hilfe gewisser s t a t i s t i s c h e r M i tt e l w e r t e beschreiben. Wir wollen in diesem Zusammenhang eine Betrachtung der Molekulstruktur, wie dieser Begriff in der organischen Chemie verstanden wird, von vornherein ausschlieRen. Auch die chemische Zusammensetzung ist hier nicht von primarem Interesse. Vielmehr geht es darum, die lnhomogenitat einer Substanz zu charakterisieren, d. h. ein MaB anzugeben fur die mittlere GroBe und Verteilung von Z o n e n innerhalb der Substanz, die sich voneinander hinsichtlich ihrer Dichte oder chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Diese Zonenes mag sich hier um Hohlraume in einem dehydratisierten Gel, um Mikrokristallite, Atomanhaufungen (clusters) oder auch um Molekiile kolloidaler GroBe in irgendeiner Matrix handelnsollen im allgemeinen um ein Vielfaches grol3er sein als kleine Molekiile. Man konnte, von einem geornetrischen Modell ausgehend, eine Einstufung hinsichtlich der Regellosigkeit des Aufbaus der Substanz vornehmen: Beginnend mit regellos angeordneten kugelformigen, homogenen Zonen einheitlicher GroBe, die mit einem grol3en mittleren Abstand in eine homogene Matrix eingebettet sind, konnte man die Modellvorstellung schrittweise verallgemeinern, bis zu dem Fall dichtgepackter Zonen von beliebiger Gestalt, GrBBe und Verteilung. I n dieser Arbeit sol1 u. a. gezeigt werden, in welcher Weise Streustrahlmethoden, die bekanntlich ein wichtiges Hilfsmittel zur Untersuchung der Materie darstellen, auch im letzteren, allgemeinsten Fall zu Strukturcharakterisierungen herangezogen werden konnen.Durch die Arbeiten von Laue, Bragg, Debye und anderen Forschern wurde bald nach der Entdeckung der Rontgenstrahlen das iiberaus wichtige Gebiet der Rontgenkristallstrukturanal yse erschlossen I ) . Das dieser Untersuchungsmethode zugrundeliegende Phinomen, namlich die Interferenz der Streuwellen, beschrankt sich nicht auf periodische Strukturen, sondern spielt bei der Untersuchung r egellos aufgebauter Substanzen eine ebenso grol3e Rolle.Wenn elektromagnetische Strahlung -Rontgenstrahlen oder Lichtauf Materie auftrifft, so werden Elektronen zu Schwingungen angeregt. Die schwingenden Materiedipole stellen Ausgangspunkte sekundarer Yugelwellen dar, die als gestreute Strahlung bezeichnet werden. Letztere ist von gleicher Phase und Wellenlange wie die einfallende Strahlung und unterscheidet sich hi...