1913년 부자 과학자인 아버지 윌리엄 헨리 브래그와 아들 윌리엄 로렌스 브래그는 X선이 일정한 각도에서 결정 고체를 타격할 때 X선이 회절되여 일정한 간격을 가진 반점 패턴을 만들어 낸다는 것을 알게 되었습니다. 이것은 X선 결정학의 발전으로 이어졌는데 이 x선 결정학을 사용하여 단순한 이온 화합물에서 핵산과 단백질과 같은 복잡한 고분자에 이르는 결정 고체의 구조를 결정합니다. 회절된 전자파는 보강 및 상쇄 간섭을 겪습니다.

이렇게 되면 간섭 패턴 또는 회절 패턴이 생성되어 공간 내 서로 다른 지점에서 회절된 파형의 강도는 서로 다르게 됩니다. 원자가 일정한 간격을 가지고 있으며 X선 파장이 원자 간 거리와 유사한 경우 X선은 원자의 전자에 의해 회절됩니다. X선이 서로 다른 평면에 있는 원자에서 회절되면 회절된 파동이 상에 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다.

이는 평면간 간격 d 및 X선이 원자와 부딪힌 각도 또는 입사각 세타에 따라 달라집니다. 이것은 X선이 소스에서 검출기로 이동하는 경로의 길이가 다르기 때문입니다. 경로 차이가 X선 파장의 정수 배수이면 X선이 보강 간섭을 합니다.

이렇게 되면 브래그가 관찰한 회절된 파동이 일정한 간격으로 반점을 띠는 패턴을 얻게 됩니다. 여기서 각 반점은 회절각을 나타내어 보강 간섭을 일으킵니다. 회절각, 평면간 간격, 및 X선 파장 사이의 관계는 브래그 방정식으로 표현됩니다.

이 관계에 의해 결정 내에서 원자들의 고도로 질서있는 배열에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 궁극적으로 격자 상수는 이 정보에 대해 일련의 계산을 진행하여 얻을 수 있습니다. 현대적인 계측기를 통해 다양한 방향에서의 회절 패턴을 수집하고 패턴과 반점 강도를 사용하여 관측된 결과의 조합을 산생할 가능성이 가장 높은 결정 구조를 식별합니다.