Wyznaczanie struktur kryształowych

Max von Laue zaproponował, że kryształy mogą dyfrakcyjnie promieniować rentgenowskie ze względu na okresowe ułożenie atomowe.

Promieniowanie rentgenowskie, o długości fali około 100 pikometrów, podobnej do odległości międzyjądrowych w cząsteczkach, oddziałuje z elektronami, umożliwiając określenie struktury za pomocą dyfraktometru.

Później rozwinęli ją William i Lawrence Bragg, rozważając uporządkowany układ atomów w płaszczyznach sieci oddzielonych odległością d. Jeśli dwie fale monochromatycznego promieniowania rentgenowskiego uderzą w kryształ, jedna fala odbija się od atomu w pierwszej płaszczyźnie sieci, a druga od atomu w drugiej płaszczyźnie sieci.

Gdy jest uderzany pod losowym kątem, powoduje destrukcyjne zakłócenia, które nie generują wykrywalnych promieni rentgenowskich dyfrakcji. Z drugiej strony, gdy jest uderzana pod określonym kątem, interferencja konstruktywna prowadzi do mierzalnych dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego.

Ta interferencja konstruktywna występuje, gdy dodatkowa odległość pokonana przez drugą falę jest równa wielokrotności długości fali, wyrażonej jako 2d sin θ_B.

To równanie znane jest jako prawo dyfrakcji Bragga, które łączy długość fali rentgenowskie, odstępy sieci krystalicznej oraz kąt padania.

Prawo Bragga pozwala na różne porządki dyfrakcyjne, z których każdy odpowiada całkom n.