結晶構造の決定

マックス・フォン・ラウエは、結晶が原子の周期的な配置のためにX線を回折させることができると提案しました。

分子の核間距離に似た約100ピコメートル波長を持つX線は電子と相互作用し、X線回折計を用いた構造決定を可能にします。

その後、ウィリアムとローレンス・ブラッグによって、格子面上の原子の秩序配列が距離 dで分離されることを考え、これをさらに発展させました。もし2つの単色X線波が結晶に当たると、1つは第1格子面の原子から、もう1つは第2格子面の原子から反射されます。

ランダムな角度で照射されると破壊的な干渉が生じ、検出可能な回折X線は発生しません。一方で、特定の角度で照射されると、建設的干渉により測定可能な回折X線が生じます。

この建設的干渉は、2番目の波が移動する追加距離が波長の倍数、すなわち2d シンθ_Bと表される場合に起こります。

この方程式はブラッグの回折法則として知られ、X線波長、結晶格子間隔、入射角を関連付けます。

ブラッグの法則は異なる回折次数を許容し、それぞれが nの整数値に対応します。