X 線は、1895年にレントゲンが陰極線の実験を行ううちに発見しました。当初は実態不明でしたが、人体を透過させると骨は透過しないことから彼はX線と命名しました。1912年結晶回折の実験を行ったラウエにより電磁波の一種であることが確認されました。 X線は、真空中で、加熱した陰極から飛び出した電子を電圧をかけて加速し陽極金属にぶつけると発生します。電荷eをもつ電子が電圧Vによって加速されてエネルギーを持ち、このエネルギーがX線光子のエネルギーに変換されると、より、振動数，即ち、波長のX線が発生します。 ラウエの実験を受けて、ブラッグ父子が、様々な結晶にX線を当てることにより、結晶構造の解析を行いました。右図で、隣接する結晶面の間隔をdとします。結晶面と角θをなす方向から波長λのX線を当てると、隣接する結晶面で反射する2本のX線の経路差(右図赤線部分)は、です。これが、X線の波長の整数倍となるときに干渉して強め合います。mを自然数として、
を持ち、このエネルギーが
に変換されると、
より、振動数
，即ち、波長
のX線が発生します。
ラウエの実験を受けて、ブラッグ父子が、様々な結晶にX線を当てることにより、結晶構造の解析を行いました。右図で、隣接する結晶面の間隔をdとします。結晶面と角θをなす方向から波長λのX線を当てると、隣接する結晶面で反射する2本のX線の経路差(右図赤線部分)は、
です。これが、X線の波長の整数倍となるときに干渉して強め合います。mを自然数として、
となる方向で強い反射X線が検出されます。この方向を観測することによって、結晶面の間隔dが求められます。