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Calculadora de la ley de Bragg: ángulo, distancia interplanar o longitud de onda en difracción de rayos X

Resuelve la ley de Bragg nλ = 2d sen θ: calcula el ángulo de difracción, la distancia interplanar d o la longitud de onda, con el valor 2θ que reporta el difractómetro.

¿Qué quieres calcular?
Longitud de onda λ
Distancia interplanar d
Ángulo θ (la mitad de 2θ)
Orden n
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Cómo funciona

n × λ = 2 × d × sen θ · 2θ es el ángulo entre el haz incidente y el haz difractado

Cuando los rayos X se reflejan en planos sucesivos de átomos de un cristal, solo hay interferencia constructiva si el camino extra, 2d sen θ, equivale a un número entero de longitudes de onda. Por eso cada familia de planos cristalinos produce un pico en un ángulo característico, y midiendo esos ángulos con una longitud de onda conocida se obtienen las distancias interplanares. En eso se basan la difracción de polvo, la identificación de fases y hasta el descubrimiento de la estructura del ADN. Ojo: los difractómetros reportan 2θ, así que divídelo entre dos antes de usar la ecuación.

Ejemplo resuelto

Luis trabaja con radiación Cu Kα (λ = 1.5406 Å) y una familia de planos con d = 2.338 Å, en primer orden. Entonces sen θ = 1 × 1.5406 ÷ (2 × 2.338) ≈ 0.3295, así que θ ≈ 19.237° y el pico aparece en 2θ ≈ 38.473°. Con esa longitud de onda, los fotones tienen 8.048 keV, y el orden más alto posible para esos planos es n = 3, porque 3 × 1.5406 = 4.62 Å todavía no supera 2d = 4.676 Å.

Preguntas frecuentes

¿Qué dice la ley de Bragg?

Que hay un pico de difracción cuando nλ = 2d sen θ, es decir, cuando la diferencia de camino entre planos vecinos es un número entero de longitudes de onda. Con ella relacionas el ángulo del pico con la distancia entre planos del cristal.

¿Por qué desaparece un pico en órdenes altos?

Porque sen θ no puede ser mayor que 1, así que los órdenes con nλ > 2d son imposibles. Además, las reglas del factor de estructura anulan algunas reflexiones aunque cumplan la ley.

¿La ley de Bragg sirve para electrones y neutrones?

Sí. Vale para cualquier onda con una longitud de onda comparable a la separación entre átomos, incluidos los electrones de un microscopio electrónico de transmisión (TEM).

¿Qué diferencia hay entre θ y 2θ?

θ es el ángulo entre el haz y los planos del cristal; 2θ es el ángulo entre el haz incidente y el difractado, que es lo que registra el difractómetro. Para usar la ecuación, toma la mitad del valor de 2θ.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.