布拉格定律,是描述X射线或其他波在
晶体中
衍射的基本
物理定律,它认为入射光在一系列晶面上发生反射,同族晶面的反射光互相干涉。布拉格定律是由
威廉·布拉格爵士和他的父亲
威廉·亨利·布拉格爵士于1913年提出的。它的提出是为了简单解释使用各种晶体衍射X射线时观察到的特征衍射图案。
布拉格夫妇研究了晶体中X射线的衍射图案,并注意到X射线衍射的角度与晶格中
原子之间的距离有关。因此,这一规律有助于确定和解释晶体中的原子排列。因为发现布拉格定律,并在科学界广泛使用,1915年布拉格父子一同获得
诺贝尔物理学奖。布拉格定律不仅适用于X射线,还适用于
中子绕射及
电子绕射,这些粒子的
路易·德布罗意波长与晶体的原子间距相若,使它们成为探测
晶体结构的理想“
探针”。
考虑间距为d的平行晶面,
单射辐射线位于纸面平面内。相邻平行晶面反射的
射线行程差是2dsinθ,式中从镜面开始量度。当行程差是波长的整数倍时,来自相继平面的辐射就发生了相长干涉。这就是布拉格定律。
布拉格定律用公式表达为:2dsinθ=n*λ(d为平行
原子平面的间距,λ为入射波波长,θ为入射光与晶面之夹角)。
布拉格公式的另一种表达式:n*λ=2dcosφ (d为平行原子的面间距,λ为入射波波长,φ为 入射光与 晶面
法线的夹角,即掠射角的
余角。以上两个公式实质一样)。