X光原名X射線（X-ray），1906年，巴克拉（C. G. Barkla）以光的偏振（polarization）確認它
為短波長的電磁波，是光的一部份，故本書定名為X光。除具上述穿透物質的特性外，X光尚具
數種性質，敘述如下，（括弧內為其應用）。
1. 某些物質在X光的照射下會發出螢光，（偵測X光的螢光板;物質的化學分析。）
2. 它會使照相底片與拍力得（polaroid）照片感光，（醫院胸部檢查;單晶照相。）
3. 它不為磁場所偏折;不是帶電粒子;直線進行，（研究工作的良好工具。）
4. X光乃是高能量的光束;可游離氣體物質，﹝以蓋革計數器（Geiger counter）偵測X光;以
正比計數器（proportional counter）測量X光強度。﹞
5. X光由陰極射線撞擊金屬靶所產生，（X光設備。）
6. X光是電磁波，對物質產生散射，對單晶產生繞射，（研究晶體結構和材料的性質等。）
在原子序為Z的金屬靶，其K層的兩個電子被擊出一個時，L層電子向內層看，會有一個K層電子的屏蔽效應
（screening effect），電荷不再為Ze，而約為（Z-1）e，此時，電子從L層遷移到K層，放出電磁波的波長l ，滿
足莫斯萊（Moseley）定律，
晶體中原子間距約為1埃的數級，外界射入的光波，波長約為1埃，才易產生繞射現象，繞射強度被收集後，才能
分析物質結構。通常利用鉬或銅製成金屬靶，被高速的電子把金屬內層的電子擊出，才產生約1埃的光波。常用的
鉬靶和銅靶的特性波長列於表1-2。
上述X光是從能階間的躍遷所射出的光子，此等X光波長隨金屬靶的不同而異，稱為特性X光
（characteristic X-ray），當電子由受熱的燈絲射出，受高電壓的加速，撞上金屬靶（圖1-1）。
金屬靶中原子間有加速或減速此電子束的電場，而加速（或減速）的電荷會輻射電磁波，X光游
離靶面約6° （依設計而定）的方向濺出。為免電子束被空氣散射，X光為空氣減弱，所以把電子
加速區抽真空後密閉，稱為封管（sealed tube）。燈絲在真空中避免氧化，延長使用壽命。在X
光光譜（圖1-2之最內一條曲線a）中有連續X光（continuous X-ray）。當加速電子束的電壓繼續
提高，電子束的末速提高，撞擊金屬靶的頻率增加，X光強度隨之增強（圖1-2之b）。當加速電
壓繼續提高，電子束的加速能量超過金屬靶內原子最內層軌道的電子束縛能（binding
energy），有機會把內層電子撞出金屬原子，外層電子補位，才可能產生特性X光（圖1-2之
c）。當繼續提高電壓，加速電子撞出金屬原子內層電子的機會增高，特性X光強度提升，加速電
子束也會提高撞擊金屬靶的頻率，連續X光強度也加大
。以X光照射單晶，用底片記錄繞射成
像，底片上不同的點代表不同的h，k，l，一組h，k，l對底片上的一個點，依據布拉格定律，正
晶格空間一個原子平面（或一組平行面）的諸原子散射，在底片上呈現一點，所以倒晶格空間一
個點h，k，l對應正晶格空間一個原子平面;原子平面以符號（h k l）表示
X光繞射
X光是種電磁波，射入晶體，晶體中的原子之電子受電磁波的電場加速，加速的電子會輻射電磁波，在布拉格
角（Bragg’s angle）方向，與入射光成2q 方向，滿足布拉格定律，散射X光產生建設性干涉（constructive
interference），此為X光繞射。此種繞射現象於1912年為勞厄所發現，他視為三維光柵的繞射。布拉格導出X
光繞射與X光從原子平面反射的相當性。注意X光入射方向與原子平面間的布拉格角q 與可見光反射定律的入射
角互餘。X光射入一組平面（h k l），間距為d的兩原子平面對此X光產生反射的光徑（optical path）差，當光
徑差2dsinq 為X光波長的整數倍時起繞射
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