Diffraktionsvinkel

Diffraktionsvinkel är den vinkel som en diffrakterad våg bildar relativt till diffraktionsytans normal. Begreppet används särskilt inom optik och kristallografi för att ange riktningen hos en diffrakterad stråle som passerar genom eller speglas från ett regelbundet strukturerat medium, till exempel en diffraktionsgitter, spalt eller kristallplan.

I en diffraktionsgitter bestäms diffraktionsvinklarna av gratingekvationen. Om d är avståndet mellan två intilliggande gitudhål eller gropar i gitteret, α är infallsvinkeln mot normalen och β är diffraktionsvinkeln mot normalen, så gäller d (sin α + sin β) = m λ, där m är ordningen och λ våglängden. Vid normalinfall (α = 0) förenklas ekvationen till sin β = m λ / d. Flera ordningar (m) ger flera maxima vid olika vinklar.

För kristallografisk röntgendiffraktion används Bragg’s lag, n λ = 2 d sin θ, där θ är vinkeln mellan den inkommande strålen och kristallplanet. Denna vinkel är central inom kristallstrukturanalys och används för att bestämma kristallens struktur. I vissa sammanhang betecknas θ som diffraktionsvinkel, beroende på kontext.

Användningar och mätningar: Diffraktionsvinkeln mäts i diffraktionsinstrument såsom spektrometrar och röntgendiffraktometrar för att bestämma våglängder eller kartlägga spektra. Maxima uppstår vid olika β (eller θ) för varje ordning m, vilket gör det möjligt att avläsa flera delar av ett spektrum samtidigt. Upplösningen ökar med högre gitterdensitet och antal omgångar i instrumentet.