发现衍射现象

　　1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了 X射线与晶体相遇时能发生 衍射现象，证明了X射线具有 电磁波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X 射线入射到晶体时，由 于晶体是由原子规则排列成的 晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线 波长有

　　相同数量级，故由不同 原子散射的X 射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。这就是X 射线衍射的基本原理。衍 射线空间方位与晶体结构的关系可用 布拉格方程表示：

　　2dsinθ=nλ

　　式中：λ是X射线的 波长；θ是 衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。

　　运动学衍射理论

　　Darwin的理论称为X 射线衍射运动学理论。该理论把 衍射现象作为三维Fraunhofer衍射问题来处理，认为晶体的每个体积元的散射与其它体积元的散射无关，而且散 射线通过晶体时不会再被散射。虽然这样处理可以得出足够精确的 衍射方向，也能得出衍射强度，但运动学理论的根本性假设并不完全合理。因为散 射线在 晶体内一定会被再次散射，除了与原射线相结合外，散射线之间也能相互结合。Darwin不久以后就认识到这点，并在他的理论中作出了多重散射修正。

　　动力学衍射理论

　　Ewald的理论称为动力学理论。该理论考虑到了 晶体内所有波的相互作用，认为 入射线与衍射线在晶体内相干地结合，而且能来回地交换 能量。两种理论对细小的 晶体粉末得到的强度 公式相同，而对大块完整的晶体，则必须采用动力学理论才能得出正确的结果。