Hukum Bragg ~ Fisika Material

Hal ini juga merupakan perbedaan garis yang menunjukan sinar tumpang tindih yang tersebar oleh arah S dan P, dikarenakan dalam arah ini tidak ada perbedaan antara jalur sinar hamburan oleh S dan L atau P dan K. sinar hamburan 1’ dan 2' akan benar-benar berada dalam fase jika garis yang berbeda sama dengan nomor n dari panjang gelombang, atau
n λ = 2 d’ sin θ
Hubungan ini pertama kali dirumuskan oleh W.L. Bragg dan dikenal sebagai hukum Bragg. Ini menyatakan kondisi essensial yang harus dipenuhi jika difraksi terjadi. N disebut urutan refleksi; diperlukan pada setiap nilai yang terpisahkan dengan sudut θ  dan sama dengan jumlah panjang gelombang di jalur yang berbeda antara sinar tersebar oleh bidang yang berdekatan. Oleh karena itu, untuk nilai-nilai tetap λ dan d’ ada beberapa sudut yang dihasilkan θ1, θ2 ,θ3.....di mana difraksi dapat terjadi sesuai dengan n = 1,2,3.....  Dalam refleksi orde pertama (n=1), sinar yang tersebar pada 1’ dan 2’ pada Gambar 3.2 akan ditemukan perbedaan dalam fase oleh satu panjang gelombang, sinar 1’ dan 3’ oleh dua panjang gelombang dan sinar 1’ dan 4’ oleh tiga panjang gelombang, dan seterusnya seluruh kristal. Sinar tersebar oleh semua atom di semua bidang, karena itu dalam fase ini adanya sinar yang memperkuat satu sama lain (interferensi konstruktif). Sinar terdifraksi agak kuat dibandingkan dengan jumlah dari semua sinar tersebar di arah yang sama hanya karena penguatan yang terjadi, tapi sangat lemah dibandingkan dengan sinar yang dihasilkan sejak atom dari hamburan kristal yang  hanya sebagian kecil dari energi yang dihasilkan oleh mereka.

Hal ini bermanfaat dalam membedakan tiga mode hamburan:
1. atom tersusun secara acak dalam ruang, seperti pada gas monoatomik. Hamburan ini terjadi di segala penjuru dan lemah. Intensitasnya bertambah.
2. atom diatur secara berkala dalam ruang, seperti dalam kristal yang sempurna:
a. Dalam sangat sedikit arah, sesuai dengan hukum Bragg, hamburan yang kuat disebut pola difraksi. Amplitudo bertambah.
b. Dalam kebanyakan arah, tidak sesuai dengan hukum Bragg, tidak ada hamburan karena sinar tersebar melemahkan satu sama lain.
Pada pandangan pertama, difraksi sinar-x oleh kristal dan pantulan cahaya tampak oleh cermin tampak sangat mirip, karena dalam kedua fenomena terjadi sudut yang sama dengan sudut refleksi. Tampaknya kita mungkin pesawat atom sebagai sedikit cermin yang "mencerminkan" sinar-x. Difraksi dan refleksi, bagaimanapun, berbeda secara fundamental dalam tiga aspek:
1. Balok difraksi dari kristal dibangun dari sinar tersebar oleh semua atom kristal yang terletak di jalur pada bidang balok. Pantulan cahaya tampak mengambil tempat di lapisan permukaan tipis saja.
2. difraksi sinar-x monokromatik hanya terjadi pada sudut-sudut tertentu yang memenuhi hukum Bragg. Pantulan cahaya tampak terjadi pada setiap sudut datang.
3. refleksi cahaya tampak oleh cermin yang baik hampir 100 % efisien.

Intensitas sinar x-ray difraksi sangat kecil dibandingkan dengan bidang pada balok.
Meskipun berbeda, kita sering berbicara tentang 'bidang refleksi' dan 'pencerminan balok' ketika kita mengetahui bidang difraksi dan difraksi sinar. Ini adalah penggunaan umum dan kita akan sering menggunakan istilah-istilah dengan pemahaman diam-diam bahwa kita benar-benar berarti difraksi, bukan refleksi.

Singkatnya, difraksi adalah fenomena hamburan di mana sejumlah besar atom bekerja sama. Karena atom-atom disusun secara berkala pada kisi, sinar tersebar oleh mereka yang memiliki hubungan fase yang pasti; hubungan fase ini mengakibatkan interferensi destruktif yang terjadi pada kebanyakan arah hamburan, tetapi dalam beberapa arah terjadi interferensi konstruktif dan terbentuk difraksi sinar. Kedua kejadian ini adalah gerakan gelombang interferensi (x-ray) dan satu set pusat hamburan diatur secara berkala (atom dari kristal).