Kristal undang-undang Bragg

Undang-undang Bragg, dalam fizik, hubungan antara jarak pesawat atom dalam kristal dan sudut kejadian di mana satah ini menghasilkan pantulan paling kuat dari sinaran elektromagnetik, seperti sinar X dan sinar gamma, dan gelombang zarah, seperti yang berkaitan dengan elektron dan neutron. Untuk intensiti maksimum gelombang gelombang yang dipantulkan, mereka mesti berada dalam fasa untuk menghasilkan gangguan konstruktif, di mana titik gelombang yang sepadan (misalnya, puncak atau palungnya) tiba pada titik secara serentak. Undang-undang Bragg pertama kali dirumuskan oleh Lawrence Bragg, seorang ahli fizik Inggeris.

Rajah menunjukkan gelombang 1 dan 2, dalam fasa satu sama lain, melirik atom A dan B kristal yang mempunyai jarak pemisah d antara atom, atau kisi, satah. Sudut θ yang dipantulkan (melirik), seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen, sama dengan sudut kejadian θ. Keadaan untuk kedua gelombang tetap dalam fasa setelah kedua-duanya dipantulkan adalah bahawa panjang jalur CBD menjadi bilangan bulat (n) panjang gelombang (λ), atau nλ. Tetapi, dari geometri, CB dan BD sama antara satu sama lain dan jarak d kali sinus dari sudut pantulan θ, atau d sin θ. Oleh itu, nλ = 2d sin θ, yang merupakan undang-undang Bragg. Seperti yang dapat dilihat dari rajah, apabila n = 2 hanya ada satu panjang gelombang di sepanjang jalur CB; juga, sudut pantulan akan lebih kecil daripada yang, misalnya, n = 3. Gelombang yang dipantulkan melalui sudut yang sepadan dengan n = 1 dikatakan berada dalam urutan pertama pantulan; sudut yang sepadan dengan n = 2 adalah urutan kedua, dan seterusnya. Untuk sudut lain (sepadan dengan pecahan n) gelombang yang dipantulkan akan berada di luar fasa dan gangguan yang merosakkan akan berlaku, memusnahkannya.

Undang-undang Bragg berguna untuk mengukur panjang gelombang dan untuk menentukan jarak kisi kristal. Untuk mengukur panjang gelombang tertentu, pancaran radiasi dan pengesan keduanya ditetapkan pada sudut sewenang-wenang θ. Sudut kemudian diubah sehingga isyarat kuat diterima. Sudut Bragg, seperti yang disebut, kemudian memberikan panjang gelombang secara langsung dari hukum Bragg. Ini adalah cara utama untuk membuat pengukuran tenaga tepat sinar X dan sinar gamma tenaga rendah. Tenaga neutron, yang oleh teori kuantum mempunyai atribut gelombang, sering ditentukan oleh pantulan Bragg.