1912年德国物理学家M.von劳厄等发现X射线通过晶体时会产生衍射现象。一举同时证实了 X射线具有波动性质和晶体内部存在周期性结构。

　　X射线厘米）数量级的一种电磁波。X射线射入晶体后在晶体中产生周期变化的电磁场，迫使原子中的电子等随之产生周期性的振动。这种振动以球面波的方式向周围辐射出与入射 X射线波长相同的电磁波。因此每一个原子都是散射X射线的中心，成为发射新的电磁波的波源。

　　α1、α2、α3，入射X射线方向单位矢量为s0，波长为λ，则X射线被三维晶体点阵衍射的条件可由劳厄方程表示：

　　hkl)的某一阵面族的阵面间距；θ为该阵面族衍射的布喇格角；n为衍射级数，只可为整数，且。

　　K，L)＝(nh，nk，nl)，和衍射指数相对应的阵面族间距为d＝d/n，这时布喇格方程可改写为，

　　0（方向和s0相同，大小等于1/λ），从C点指向O点。以C点为圆心，1/λ为半径作一球面。如果晶体中某一倒易阵点G正好落在此球面上，相应地就代表衍射波矢kG。此时∠OCG＝2θ，显然，，与布喇格方程等价。厄瓦耳作图法常用以分析比较复杂的衍射几何关系。通过它，衍射图样上的斑点和倒易阵点建立了对应关系。X射线衍射图样与晶体中的原子在空间中的排列有关，因此X射线衍射是研究晶体微观结构和缺陷的重要实验方法，在结构晶体学、固体物理、金属物理、化学、材料科学和生物科学等领域中，都有重要的应用。

　　X射线衍射实验仪器主要包括三个部分：X射线源、试样架及测角仪系统和 X射线探测记录系统。有两种探测衍射X射线）照相法，它利用X射线被照相乳剂吸收时产生的光化学反应记录X射线）衍射仪法，它利用 X射线电离气体的能力或在某些磷光晶体上产生荧光的能力用特殊的计数管探测X射线。根据实验布置，研究的对象及目的之不同，X射线衍射实验可分为许多种方法。

　　λ/2的阵面族才可能产生衍射。所以一种化合物一般有数十条衍射线，组成一套特定的衍射图样。试样的组成和结构不同时，阵面间距d

　　β、γ或倒易点阵晶胞参数a、b、с、α、β、γ之间有如下关系从数条衍射线的θi

　　数据可用解联立方程组的方法求解化合物的晶胞参数。精密测定晶胞参数可求得材料的理论密度、各向异性膨胀系数、残余应力、缺陷密度、固溶极限和相平衡图。如果多晶试样的晶粒排列有择优方向（织构），衍射环则不连续或不均匀，可从衍射强度的强弱分布数据得到丝织构或板织构的择优取向轴及其分布规律（织构极图）。多晶试样晶粒小于5000埃时衍射线宽化，其宽化程度β与平均晶粒大小D

　　θ，k为常数，与晶粒形状等有关，约为0.89～1.1。测定衍射线的宽化程度可求出试样的晶粒度。粉末照相法主要有下列数种类型。

　　或称德拜-谢乐法。圆筒形相机，小圆柱条状试样置于相机中心轴上并可绕其旋转，小孔光阑限制入射线成一窄光束。衍射图样为一系列同心的椭圆弧线。

　　平板状试样置于测角仪中心，用盖革、正比和闪烁计数管或锂漂移硅二极管固态探测器接收衍射X 射线信号并经电子系统放大和记录。试样和计数管同在直径变化的聚焦圆圆周上，可作同步扫描以自动记录多晶试样的衍射图谱。

　　衍射仪的用途与粉末照相法相同。优点是快速、方便、对衍射强度的测量准确，便于安装对试样的加温、冷却、拉伸、施加电场等附加设备，较适合物相定量、晶粒大小测定和外场作用下材料结构变化的研究等工作。

　　φ圆又可绕与2θ圆共轴的w圆旋转。四个圆共三个轴，它们和入射X射线相交于一点上，晶体就处于该点。w、φ、ⅹ 圆共同调节晶体取向以使某一指定的阵面满足衍射条件且衍射线θ圆带动的计数管中。现代的四圆衍射仪常与电子计数机结合，可自动寻峰，测定倒易晶胞大小和形状，选择晶胞，计算晶胞参数，指标化和收集衍射强度等，大大提高了收集衍射数据的速度和精度。劳厄法连续X射线照射不动的单晶体，在平板底片上记录衍射斑点图样的方法称劳厄法。1912年劳厄就是用这种方法证实了X射线在晶体中的衍射现象。

　　从微焦点X射线源发出的发散X射线束被单晶试样衍射时，在透射或反射位置用平板底片可记录到一对对黑白衍射线对图样，这种方法称发散束法。

　　用入射在试样表面的细束电子束激发标识X射线，并经试样衍射所产生的图样称考塞耳线。电子探测束 X射线微区分析仪中常附有考塞耳法照相设备。用微焦点 X射线管的发散 X射线入射到单晶试样上产生的衍射图样称赝考塞耳线。