La loi de Bragg, en physique, la relation entre l’espacement des plans atomiques dans les cristaux et les angles d’incidence auxquels ces plans produisent les réflexions les plus intenses des radiations électromagnétiques, comme les rayons X et les rayons gamma, et des ondes de particules, comme celles associées aux électrons et aux neutrons. Pour que les trains d’ondes réfléchis aient une intensité maximale, ils doivent rester en phase pour produire une interférence constructive, dans laquelle les points correspondants d’une onde (par exemple, ses crêtes ou ses creux) arrivent simultanément en un point. La loi de Bragg a été formulée pour la première fois par Lawrence Bragg, un physicien anglais.
Le diagramme montre les ondes 1 et 2, en phase l’une avec l’autre, se reflétant sur les atomes A et B d’un cristal qui a une distance de séparation d entre ses plans atomiques, ou plans du réseau. L’angle de réflexion θ, comme le montre l’expérience, est égal à l’angle d’incidence θ. La condition pour que les deux ondes restent en phase après avoir été réfléchies est que la longueur du trajet soit un nombre entier (n) de longueurs d’onde (λ), ou nλ. Mais, d’après la géométrie, CB et BD sont égaux l’un à l’autre et à la distance d fois le sinus de l’angle θ réfléchi, ou d sin θ. Ainsi, nλ = 2d sin θ, qui est la loi de Bragg. Comme on peut le voir sur le schéma, lorsque n = 2, il n’y a qu’une seule longueur d’onde le long du chemin CB ; de plus, l’angle réfléchi sera plus petit que pour, disons, n = 3. Les ondes réfléchies selon un angle correspondant à n = 1 sont dites du premier ordre de réflexion ; l’angle correspondant à n = 2 est du second ordre, et ainsi de suite. Pour tout autre angle (correspondant à un n fractionnaire), les ondes réfléchies seront déphasées et une interférence destructive se produira, les annihilant.
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La loi de Bragg est utile pour mesurer les longueurs d’onde et pour déterminer l’espacement des réseaux des cristaux. Pour mesurer une longueur d’onde particulière, le faisceau de rayonnement et le détecteur sont tous deux placés à un certain angle arbitraire θ. L’angle est ensuite modifié jusqu’à ce qu’un signal fort soit reçu. L’angle de Bragg, comme on l’appelle, donne alors la longueur d’onde directement à partir de la loi de Bragg. C’est la principale façon d’effectuer des mesures précises de l’énergie des rayons X et des rayons gamma de faible énergie. Les énergies des neutrons, qui par la théorie quantique ont des attributs ondulatoires, sont fréquemment déterminées par réflexion de Bragg.