5,伦琴射线对晶体的衍射
（ Diffraction of Rotgen Rays in the Crystal）
1) X射线 （ X-ray）
1895年伦琴发现用高速电子冲击固体时，有一
种新射线从固体上发出来。
性质 （ Properties）,
具有很强的穿透能力，能使照片感光，空气
电离。本质是什么？不知道，就叫,X射线”吧！
当时人们以照 X射线像为时髦。
阴级 阳级
+ -
发现的 X射线是什么呢？人们初步 认为是一种
电磁波，于是想通过光栅来观察它的衍射现象,
但实验中并没有看到衍射现象。原因是 X射线的
波长太短，只有一埃（ 1?）。
一光栅 d=3?104?（每 mm333条刻痕），则第
一级明纹满足,?? kba ?? s in)(
?? ??s ind
1/s in ????? d??? ?/3?10
4? =3.3?10-4rad
实际上是无法分辩的。要分辩 X射线的光栅
也要在埃的数量级才行。
人们想到了晶体。因为晶体有规范的原子排
列，且原子间距也在埃的数量级。是天然的三维
光栅。
~0.002o
2） Laue spots
1912年德国物理学家 劳厄 想到了这一点，去找
普朗克老师，没得到支持后，去找正在攻读博
士的索末菲，两次实验后终于做出了 X射线的
衍射实验。
X射线
X--ray
晶体
crystal
劳厄斑
Laue spots 晶体的三维光栅 Three-dimensional
“diffraction grating”
Laue spots proves wave properties of X-ray,
3）布喇格定律 Bragg’s law
1913年英国布喇格父子（ W.H,bragg,WL
Bragg)建立了一个公式 --布喇格公式。不但能
解释劳厄斑点，而且能用于对晶体结构的研究。
布喇格父子认为当能量很高的 X射线射到晶
体各层面的原子时，原子中的电子将发生强迫
振荡，从而向周围发
射同频率的电磁波,
即产生了电磁波的
散射，而每个原子
则是散射的子波波
源；劳厄斑正是散
射的电磁波的叠加。
??
Adding,reflection” rays from the entire family planes
A
D
a’
b’
?s in2 dDCBD ??
An incident wave (wavelength λ） strikes the planes
,1” and,2,
)3.2.1( ??k
AB and AC vertical
with lights a’ and b’
respectively,
C B
The condition of a constructive interference,
?? kd ?s in2
This relation is called Bragg’s law,
The path difference for rays from adjacent planes,
d 1
2
h
d
3 此公式为实验证实且可解释劳厄斑点。
Bragg’s law
discuss讨论,
A） with particular d and ?,the maximum diff-
raction can only be seen on particular directions,I
?
1? 2? 3?
B) with particular d and ?,
the maximum diffraction
can only be made with
particular wavelengths
?
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?
4） X射线衍射的应用
?? kd ?s in2
？
？
1953年，用于测定,DNA”脱氧核糖核酸的
双螺旋结构就是用的此法。
原理,
X射线分析仪
已知 X射线的波长测定晶体的晶格常数。
世界闻名的事件,
1,DNA双螺旋结构
P代表磷酸,
S代表脱氧核酸；
A,T,B分别为
碱基
2、解旋并以母链为
模板进行新的碱基
配对。
3形成新的 DNA分子。
（ Diffraction of Rotgen Rays in the Crystal）
1) X射线 （ X-ray）
1895年伦琴发现用高速电子冲击固体时，有一
种新射线从固体上发出来。
性质 （ Properties）,
具有很强的穿透能力，能使照片感光，空气
电离。本质是什么？不知道，就叫,X射线”吧！
当时人们以照 X射线像为时髦。
阴级 阳级
+ -
发现的 X射线是什么呢？人们初步 认为是一种
电磁波，于是想通过光栅来观察它的衍射现象,
但实验中并没有看到衍射现象。原因是 X射线的
波长太短，只有一埃（ 1?）。
一光栅 d=3?104?（每 mm333条刻痕），则第
一级明纹满足,?? kba ?? s in)(
?? ??s ind
1/s in ????? d??? ?/3?10
4? =3.3?10-4rad
实际上是无法分辩的。要分辩 X射线的光栅
也要在埃的数量级才行。
人们想到了晶体。因为晶体有规范的原子排
列，且原子间距也在埃的数量级。是天然的三维
光栅。
~0.002o
2） Laue spots
1912年德国物理学家 劳厄 想到了这一点，去找
普朗克老师，没得到支持后，去找正在攻读博
士的索末菲，两次实验后终于做出了 X射线的
衍射实验。
X射线
X--ray
晶体
crystal
劳厄斑
Laue spots 晶体的三维光栅 Three-dimensional
“diffraction grating”
Laue spots proves wave properties of X-ray,
3）布喇格定律 Bragg’s law
1913年英国布喇格父子（ W.H,bragg,WL
Bragg)建立了一个公式 --布喇格公式。不但能
解释劳厄斑点，而且能用于对晶体结构的研究。
布喇格父子认为当能量很高的 X射线射到晶
体各层面的原子时，原子中的电子将发生强迫
振荡，从而向周围发
射同频率的电磁波,
即产生了电磁波的
散射，而每个原子
则是散射的子波波
源；劳厄斑正是散
射的电磁波的叠加。
??
Adding,reflection” rays from the entire family planes
A
D
a’
b’
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An incident wave (wavelength λ） strikes the planes
,1” and,2,
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AB and AC vertical
with lights a’ and b’
respectively,
C B
The condition of a constructive interference,
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This relation is called Bragg’s law,
The path difference for rays from adjacent planes,
d 1
2
h
d
3 此公式为实验证实且可解释劳厄斑点。
Bragg’s law
discuss讨论,
A） with particular d and ?,the maximum diff-
raction can only be seen on particular directions,I
?
1? 2? 3?
B) with particular d and ?,
the maximum diffraction
can only be made with
particular wavelengths
?
1? 2? 3?
I
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A
D
C B d 1
2
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3
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b’
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4） X射线衍射的应用
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？
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1953年，用于测定,DNA”脱氧核糖核酸的
双螺旋结构就是用的此法。
原理,
X射线分析仪
已知 X射线的波长测定晶体的晶格常数。
世界闻名的事件,
1,DNA双螺旋结构
P代表磷酸,
S代表脱氧核酸；
A,T,B分别为
碱基
2、解旋并以母链为
模板进行新的碱基
配对。
3形成新的 DNA分子。
