લાઉઆની વિવર્તન-આકૃતિઓ : એક્સ-કિરણોની તરંગપ્રકૃતિ નિશ્ચિત કરતી એક્સ-કિરણોના વિવર્તનની આકૃતિઓ – ભાત (pattern).
એક્સ-કિરણોની તરંગલાક્ષણિકતા નક્કી કરવા માટે પ્રો. લાઉઆ અને તેમના સહકાર્યકરોને પ્રાયોગિક નિર્દેશન દ્વારા સફળતા મળી. તેમાં તેમણે સ્ફટિક વડે એક્સ-કિરણોનું વિવર્તન મેળવ્યું.
સ્ફટિકમાં પરમાણુઓની ગોઠવણી અત્યંત નિયમિત હોય છે. આવા પરમાણુઓ વડે વિવિધ દિશામાં સમાંતર સમતલો મળે છે. જ્યારે પરમાણુઓની ઘનતા પૂરતા પ્રમાણમાં હોય છે, ત્યારે એક્સ-કિરણોનું પરાવર્તન થાય છે. સ્ફટિકમાં પરમાણુઓની વ્યવસ્થિત ગોઠવણી વિવર્તન-ગ્રેટિંગનું કાર્ય કરે છે તે એક્સ-કિરણોના વિવર્તન માટે યોગ્ય (અનુરૂપ) બને છે. ગ્રેટિંગના વિશ્લેષણ ઉપરથી જોવા મળે છે કે પ્રકાશના વિવર્તન માટે ગ્રેટિંગની બે રેખાઓ વચ્ચેનું અંતર પ્રકાશની તરંગલંબાઈના ક્રમનું હોવું જોઈએ. એક્સ-કિરણોની તરંગલંબાઈ ઘણી ઓછી (~10–10 મીટર) હોઈ પ્રકાશના વિવર્તન માટે વપરાતી ગ્રેટિંગ વડે એક્સ-કિરણોનું વિવર્તન મેળવી શકાતું નથી; પણ સ્ફટિકમાં બે ક્રમિક પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર લગભગ 10–10 મીટર હોઈ, તેના વડે એક્સ-કિરણોનું વિવર્તન મળે છે. સ્ફટિક ત્રિ-પારિમાણિક અવકાશ-ગ્રેટિંગ છે; જ્યારે પ્રકાશીય (optical) ગ્રેટિંગ દ્વિ-પારિમાણિક છે. લાઉઆએ બતાવ્યું કે X-કિરણોની સાંકડી કિરણાવલીને પાતળા સ્ફટિકમાંથી પસાર કરવામાં આવે ત્યારે બહાર નીકળતાં વિવર્તન-કિરણો લંબરૂપે રાખેલી ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ ઉપર ટપકાંની સમમિતીય (symmetrical) ભાત તૈયાર કરે છે. આ ટપકાંને લાઉઆનાં ટપકાં તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ટપકાંઓની ભૌમિતિક ગોઠવણી સ્ફટિક ઉપર આધાર રાખે છે. જુદા જુદા પ્રકારના સ્ફટિકો વડે જુદી જુદી લાઉઆ-ભાત મળે છે.
આ નોંધપાત્ર પ્રાયોગિક પરિણામોમાંથી બે હકીકતો ચોક્કસપણે ફલિત થાય છે : એક, સામાન્ય પ્રકાશની જેમ એક્સ-કિરણો નિશ્ચિત તરંગલંબાઈવાળા વિદ્યુત-ચુંબકીય (electromagnetic) તરંગો છે. બીજું, સ્ફટિકની અંદર પરમાણુઓની નિશ્ચિત અને નિયમિત રીતે ત્રિ-પારિમાણિક લૅટિસ રૂપે ગોઠવણી થયેલી હોય છે.
લાઉઆની વિવર્તન આકૃતિ : સ્ફટિક વડે X-કિરણોના વિવર્તનથી મળતાં ટપકાં
સ્ફટિકમાં દાખલ થતાં એક્સ-કિરણો પરમાણુના કોઈ એક સમતલ વડે પરાવર્તિત થાય છે. બ્રાગના નિયમ(nλ = dsinθ)નું પાલન કરે તેવી તરંગલંબાઈનાં એક્સ-કિરણોનું પરાવર્તન થાય છે. લાઉઆની ભાત મેળવવા માટે વિવિધ તરંગલંબાઈમાં એક્સ-કિરણોનો સમાવેશ થતો હોય છે. પરમાણુઓનાં જુદાં જુદાં સમાંતર સમતલો યોગ્ય તરંગલંબાઈનાં એક્સ-કિરણોનું બ્રાગના નિયમ અનુસાર પરાવર્તન કરે છે. આથી ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ ઉપર કેટલાંક તીવ્ર ટપકાં પરમાણુઓની ગોઠવણી ઉપર આધાર રાખીને નિયમિત રીતે ગોઠવાયેલાં હોય છે. એક્સ-કિરણોને બદલે શ્ય-પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો જુદા જુદા રંગનાં ટપકાં મળે છે.
લાઉઆની વિવર્તન-ભાત આ રીતે નિ:શંકપણે પ્રસ્થાપિત કરે છે કે સામાન્ય પ્રકાશની જેમ એક્સ-કિરણોનું પણ વિવર્તન થાય છે. તાજેતરમાં એક્સ-કિરણોની સીધી વ્યતિકરણની ઘટના નિર્દેશિત કરી શકાય છે; જેમ કે, પ્રકાશને અનુરૂપ 6m (6 × 10–6 મીટર) પહોળાઈની સ્લિટનો ઉપયોગ કરીને લારસને 1929માં વિવર્તન-ભાત મેળવી હતી.
આનંદ પ્ર. પટેલ