Bragg-diffraktion

Bragg-diffraktion er afbøjning af røntgenstråling eller partikelbølger i foretrukne retninger i faste stoffer.

I mange faste stoffer sidder atomerne i en gitterstruktur (også kaldet krystalstruktur), som kan opdeles i parallelle atomplaner med naboafstand d. Bevæger en bølge sig gennem gitteret, reflekteres den kraftigst i retninger, hvor bølger udgående fra alle atomer har sammenfaldende toppe (eller er i fase – jf. konstruktiv interferens). Disse retninger kendetegnes af samme ind- og udfaldsvinkel θ til planerne og af en vejlængdeforskel på et helt antal bølgelængder n∙λ for ind- og udtur til naboplaner. Vejlængdeforskellen kan udregnes geometrisk til 2·d·sin(θ) (se figuren), således at betingelsen for Bragg-diffraktion kan udtrykkes matematisk ved 2·d·sin(θ)=n∙λ, hvor n betegnes diffraktionsordenen.

Bragg-diffraktion anvendes til udmåling af gitterafstanden af atomgitre og kan således bruges til at karakterisere strukturen af krystaller. Omvendt kan en krystal med velkendt struktur benyttes til at bestemme bølgelængden for røntgenstråling eller til at udvælge en bestemt røntgenbølgelængde i en såkaldt monokromator.

Ifølge den såkaldte bølge-partikel-dualitet kan partikler også udvise bølgeegenskaber, og Bragg-diffraktion kan således benyttes til at bestemme de-Broglie-bølgelængden for fx langsomme neutroner.