Em
física do estado sólido, a
Lei de Bragg está relacionada ao espalhamento de ondas quando incidentes em um cristal e sugere uma explicação para os efeitos difrativos observados por esta interação. Estes padrões são explicados relacionando os vetores de onda do feixe incidente e espalhado em uma
rede cristalina para o caso de seu
espalhamento elástico com os átomos do material. No caso de ondas de
raios X, ao atingirem um
átomo, o
campo elétrico da radiação provoca uma
força na
nuvem eletrônica acelerando as
cargas livres do material (
elétrons). O movimento das mesmas re-irradia
ondas de aproximadamente mesma frequência (o espalhamento não é totalmente elástico, podendo haver interações de criação e aniquilação de fônons, porém em uma escala de energia muito menor). Nesse
modelo, as frequências incidente e espalhada são consideradas idênticas. As ondas emergentes
interferem entre si construtiva e destrutivamente, gerando padrões de
difração no espaço que podem ser medidos em um filme ou detector. O padrão de difração resultante é a base da análise difrativa, chamada
difração de Bragg.
A
difração de Bragg (também chamada de
formulação de Bragg da difração de raios X) foi proposta originalmente por
William Lawrence Bragg e
William Henry Bragg em
1913, em resposta à descoberta de que sólidos
cristalinos produziam padrões intrigantes de reflexão de
raios x (ao contrário, por exemplo, de um
líquido). Eles descobriram que esses cristais, para alguns comprimentos de onda e ângulos de incidência específicos, produziam intensos picos de radiação refletida (conhecidos como
picos de Bragg). O conceito de
difração de Bragg se aplica igualmente a processos de
difração de
nêutrons e
de elétrons. Ambos nêutrons e raios X possuem
comprimento de onda compatível com as distâncias interatômicas (~150pm) e, portanto, constituem uma excelente ferramenta para se explorar essa
ordem de grandeza de extensão.
W.L. Bragg explicou esse
resultado empírico modelando o cristal como um conjunto de planos discretos, paralelos e separados por uma distância constante
d, propondo que a radiação incidente produziria um pico de Bragg se as
reflexões especulares de vários planos interferissem construtivamente, ou seja, se a diferença de fase entre as frentes de onda refletidas por planos consecutivos fosse de radianos.