Articles

Prawo Bragga

Posted on

Prawo Bragga, w fizyce, zależność między rozstawem płaszczyzn atomowych w kryształach a kątami padania, przy których płaszczyzny te wytwarzają najintensywniejsze odbicia promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak promienie X i gamma, oraz fal cząstek, takich jak związane z elektronami i neutronami. Aby uzyskać maksymalną intensywność odbitych fal, muszą one pozostawać w fazie, aby wytworzyć interferencję konstruktywną, w której odpowiednie punkty fali (np. jej szczyty lub koryta) docierają do punktu jednocześnie. Prawo Bragga zostało po raz pierwszy sformułowane przez Lawrence’a Bragga, angielskiego fizyka.

Schemat przedstawia fale 1 i 2, będące ze sobą w fazie, odbijające się od atomów A i B w krysztale o odległości d między płaszczyznami atomowymi lub kratowymi. Kąt odbicia θ, jak wykazał eksperyment, jest równy kątowi padania θ. Warunkiem pozostawania w fazie obu fal po ich odbiciu jest, aby długość drogi CBD była liczbą całkowitą (n) długości fali (λ), czyli nλ. Ale z geometrii wynika, że CB i BD są równe sobie i odległości d razy sinus kąta odbicia θ, czyli d sin θ. Zatem nλ = 2d sin θ, co jest prawem Bragga. Jak widać na wykresie, gdy n = 2, wzdłuż drogi CB jest tylko jedna długość fali; również kąt odbicia będzie mniejszy niż dla, powiedzmy, n = 3. Fale odbite pod kątem odpowiadającym n = 1 nazywamy falami pierwszego rzędu; kąt odpowiadający n = 2 jest drugiego rzędu, itd. Dla każdego innego kąta (odpowiadającego ułamkowemu n) odbite fale będą poza fazą i nastąpi interferencja destrukcyjna, unicestwiająca je.

Dyfrakcja Bragga.
Dyfrakcja Bragga.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Prawo Bragga jest przydatne do pomiaru długości fal oraz do określania odstępów między sieciami kryształów. Aby zmierzyć daną długość fali, wiązka promieniowania i detektor są ustawione pod pewnym arbitralnym kątem θ. Kąt ten jest następnie modyfikowany do momentu otrzymania silnego sygnału. Kąt Bragga, jak się go nazywa, daje wtedy długość fali bezpośrednio z prawa Bragga. Jest to podstawowy sposób wykonywania precyzyjnych pomiarów energii promieniowania X i niskoenergetycznego promieniowania gamma. Energie neutronów, które zgodnie z teorią kwantową mają właściwości falowe, są często określane za pomocą odbicia Bragga.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *