La ley de
Bragg permite estudiar las direcciones en las que la difracción de rayos X sobre
la superficie de un cristal produce interferencias constructivas, dado que
permite predecir los ángulos en los que los rayos X son difractados por un
material con estructura atómica periódica (materiales cristalinos).
Fue derivada por los
físicos británicos William Henry Bragg y su hijo William Lawrence Bragg en 1913. La ley de Bragg
confirma la existencia de partículas reales en la escala atómica,
proporcionando una técnica muy poderosa de exploración de la materia, la difracción de rayos X. Los Bragg fueron
galardonados con el Premio Nobel de Física en 1915 por sus trabajos
en la determinación de la estructura cristalina del NaCl,
el ZnS y el diamante.
La interferencia es constructiva cuando la
diferencia de fase entre la radiación emitida por diferentes átomos es
proporcional a 2π. Esta condición se expresa en la ley de Bragg:
nƛ:2d.sen(Ø)
Donde:
·
N es un entero
·
ƛ es la longitude de onda
de los rayos
·
d es la distancia de los
planos de la red cristalina.
·
Ø es el Angulo entre los
rayos incidents y el plano de dispersion
Interferencia y
difracción
Cuando los rayos X alcanzan un átomo interactúan con sus
electrones exteriores. Estos reemiten la radiación electromagnética incidente
en diferentes direcciones y con la misma frecuencia (en
realidad debido a varios efectos hay pequeños cambios en su frecuencia).
Este fenómeno se conoce como dispersión de Rayleigh (o dispersión
elástica). Los rayos X reemitidos desde átomos cercanos interfieren entre sí
constructiva o destructivamente. Este es el fenómeno de la difracción.
En el diagrama que sigue se esquematizan rayos X que inciden
sobre un cristal. Los átomos superiores reemiten la radiación tras ser alcanzados
por ella. Los puntos en los que la radiación se superpone constructivamente se
muestran como la zona de intersección de los anillos. Se puede apreciar que
existen ángulos privilegiados en los cuales la interferencia es constructiva,
en este caso hacia la derecha con un ángulo en torno a 45º.
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