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布拉格散射原理

布拉格散射原理,也稱為布拉格反射,是X射線衍射(XRD)和晶體學中的一個基本概念。當X射線或電磁輻射照射在晶體上,且其波長與晶體的原子間距相近時,會發生布拉格衍射。

在晶體中,原子按照規則的排列形成晶格,當電磁輻射或亞原子粒子波入射到晶體上時,這些波會被晶體中的原子以鏡面形式散射。如果兩個相鄰晶面的散射波的光程差是入射波長的整數倍,則這些波會發生相長乾涉,從而在特定方向上形成加強的衍射峰。

布拉格定律數學表達式為(2d\sin\theta=n\lambda),其中d是晶面間距,θ是X射線入射角,n是正整數,λ是X射線的波長。這個定律描述了產生相長乾涉的條件,即光程差是波長的整數倍。通過測量衍射後X射線的強度並表示為入射角的函式,可以得到物質的衍射圖樣,從而分析物質的晶體結構。