Khi chiếu chựm tia X vào tinh thể, điện từ trường của tia X sẽ tương tỏc với cỏc nguyờn tử nằm trong mạng tinh thể. Cỏc tia khuếch tỏn từ tương tỏc này cú thể giao thoa với nhau. Sự giao thoa của cỏc tia khuếch tỏn sau khi đi qua tinh thể được gọi là sự nhiễu xạ.
Hiện tượng nhiễu xạ của tia X được quan sỏt lần đầu tiờn bởi Max von Laue vào năm 1912. Và được giải thớch bởi hai cha con William Henry Bragg và William Lawrence Bragg. Theo Bragg, sự nhiễu xạ của tia X được xem là sự giao thoa của cỏc tia X phản xạ từ cỏc mặt phẳng nỳt của mạng tinh thể. Như ta đó biết ở phần tinh thể, trong mạng tinh thể cỏc đơn vị cấu trỳc tạo thành những họ mặt phẳng nỳt hkl khỏc nhau. Theo Bragg, cỏc mặt phẳng nỳt này cú thể phản xạ cỏc tia X giống như cỏc tia sỏng bị phản xạ bởi cỏc mặt gương phẳng.
Giả sử cú hai mặt phẳng nỳt liờn tiếp 1 và 2 thuộc họ mặt (hkl) nằm cạnh nhau một khoảng dhkl hỡnh 2.1. Chiếu một chựm tia X lờn tinh thể tạo thành với cỏc mặt này một gúc θ. Chựm tia X giả sử là đơn sắc.
Hỡnh 2.1 Nhiễu xạ tia X theo mụ hỡnh bragg
Độ dài súng λ và gồm cỏc tia song song (hai tia M1PN1 và M2QN2) cho nờn chỳng giao thoa với nhau nếu hiệu số đường đi của chỳng bằng một số nguyờn lần bước súng:
M2QN2 – M1PN1 = nλ với n nguyờn dương (1) Theo quan hệ hỡnh học ta cú:
2dsinθ = nλ (n gọi là bậc phản xạ, n = 1,2,3, ....)
Phương trỡnh mụ tả điều kiện phản xạ. Nú là phương trỡnh cơ bản trong nghiờn cứu cấu trỳc tinh thể bằng tia X.
2.3.2. Phương phỏp EDX nghiờn cứu thành phần của nguyờn tố trong bentonite
Nguyờn tử sắp xếp electron trong cỏc obitan xung quanh hạt nhõn nhưng cỏc điện tớch hạt nhõn cú điện tớch khỏc nhau, hạt nhõn mang điện tớch dương cũn vỏ mang điện tớch õm. Trong toàn bộ nguyờn tử chỳng cõn bằng điện tớch nhau. Sự sắp xếp electron xung quanh hạt nhõn nguyờn tử được xem như lớp vỏ electron. Lớp vỏ electron được kớ hiệu lần lượt là K, L, M, N, O, P,Q từ trong ra ngoài. Bởi vỡ sự khỏc nhau về mức năng lượng liờn kết của cỏc electron xung quanh hạt nhõn, electron ở lớp K cú năng lượng (eV) tỏch cao hơn nằm ở electron lớp L, electron ở lớp L cú năng lượng tỏch cao hơn electron nằm ở lớp M,…. Mụ hỡnh đơn giản được cho trong hỡnh 2.2.
Hỡnh 2.2. (a) Mụ hỡnh cấu trỳc lớp vỏ electron, (b) Mụ hỡnh minh họa cho sự tạo thành tia X
Khi bắn phỏ electron bờn trong của phõn tử cú thể làm phỏ vở lớp vỏ electron bờn ngoài của obitan nguyờn tử, cú thể cỏc electron bờn trong thay thế bởi electron từ cỏc electron bờn trong, cũng cú thể electron nhảy vào khoảng khụng gian của lớp vỏ bờn ngoài. Cú nhiều khả năng xảy ra trong trường hợp đang xột nhưng đối với mục đớch ở đõy chủ yếu là giải thớch sự phỏt ra tia X. Sự phỏ vở lớp vỏ electron ngoài cựng của nguyờn tử.