直感的理解

X線（短い波長の電磁波）を結晶に当てると、規則正しく並んだ原子面が「鏡の重なり」のような役割を果たします。隣り合う面で反射されたX線どうしが「経路差」を持って干渉し、ある角度でだけ強く反射される（ブラッグ反射）現象です。

イメージは「水面のさざなみが等間隔の杭に当たって反射する」のと同じ。杭の間隔（面間隔 \(d\)）と入射角 \(\theta\) で、反射波が強め合うか弱め合うかが決まります。

✏️ 求めるもの

面間隔 \(d\) の結晶面に角度 \(\theta\) で入射した波長 \(\lambda\) のX線が強め合う条件（ブラッグの条件）。経路差を考えて干渉条件を立てる。

👀 観察のポイント

🔧 使う道具

図を描く：2 つの平行な原子面と入射光・反射光を描き、角度 \(\theta\) を結晶面となす角として正しく取る
経路差を求める：下の面で反射される光が「余分に通る距離」を幾何的に求める。垂線をおろして直角三角形を作ると \(d\sin\theta\) が出てくる（往復で 2 倍）
干渉条件を立てる：強め合うのは経路差が波長の整数倍 → \(2d\sin\theta = n\lambda\)
未知量を解く：\(d\)、\(\theta\)、\(\lambda\) のうち 2 つが分かれば残り 1 つを求められる

注意

\(\theta\) の取り方が要注意。光学のスネルの法則では「法線となす角」だが、ブラッグの式では結晶面となす角（余角）を使う。問題文の図をよく見ること。また、係数 \(2\) を忘れない（往復するので経路差は \(2 \cdot d\sin\theta\)）。

💡 ヒント：ブラッグの条件