결정체에 대한 브래그의 법칙이란?

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결정체에 대한 ‘브래그(Bragg)의 법칙’

 

  

많은 종류의 물질은 규칙적인 구조를 가지고 있어 결정 또는 결정체라 부른다. 결정체의 기하학적인 모양, 광학적 성질, 물리적 화학적 성질을 연구하는 분야를 결정학(結晶學 crystallography)이라 한다.

 

영국의 물리학자 윌리엄 헨리 브래그(William Henry Bragg 1862-1942)는 노벨상 역사상 처음으로 그의 아들 윌리엄 로런스 브래그(William Lawrence Bragg 1890-1971)와 나란히 1915년에 노벨 물리학상을 수상했다. 이때 아들 로런스 브래그는 노벨상 역사상 가장 젊은 25세에 노벨상을 받는 기록(현재까지도)을 세웠다.

 

결정체에 일정한 파장의 빛을 다양한 각도에서 비추면, 어느 각도에서는 빛의 반사가 강하게 일어나지만 다른 각도에서는 반사가 거의 일어나지 않는다. 브래그 부자(父子)는, 이러한 빛의 반사, 회절, 간섭 현상에서 매우 복잡한 ‘브래그의 법칙’(Bragg's Law)을 발견했다. 그들은 이 이론을 기초로 여러 파장의 X선을 결정체에 비추어 그 결정체가 반사하는 X선을 분석하여 원자의 구조를 밝힐 수 있었다. 브래그 부자의 연구는 물리학의 한 분야인 결정학 발전의 기초가 되었다.

 

아버지 헨리 브래그는 영국에서 태어났으며, 1885년에 오스트레일리아의 애덜레이드 대학 교수가 되었다. 아들 로런스 브래그는 이 대학에서 교육을 받았다. 브래그 부자는 1909년에 영국으로 돌아가 X선을 이용하여 결정의 구조를 조사하는 연구를 함께 했다.

 

브래그의 법칙이 된 단서는 로런스 브래그가 캠브리지 대학에서 학생으로 연구를 시작한 1912년에 발견했고, 이를 아버지와 함께 연구하여 브래그 법칙을 완성했다. 로랜스 브래그는 왓슨과 크릭이 DNA의 구조를 밝힌 1953년 당시(DNA 구조 참조), 캠브리지 캐번디시 연구소의 소장이었다.

 

 

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