Röntgenstrålar är en form av elektromagnetisk strålning med våglängder som sträcker sig från ungefär 0,01 till 10 nanometer – storleksordning kortare än synligt ljus (400–700 nm). Diffraktion, bogning och spridning av vågor runt hinder eller genom öppningar, uppstår mest framträdande när våglängden är jämförbar med hinderets eller öppningens storlek.
För att diffraktion ska vara observerbar måste hindret eller öppningen vara av storleksordningen av våglängden. Typiska föremål – dörrar, fönster, mänskligt hår, till och med mikroskopiska partiklar – är enormt större än röntgenvåglängder. Därför rör sig röntgenstrålar i nästan raka linjer genom makroskopiska medier, kastar skarpa skuggor snarare än att producera diffraktionsmönster. Denna egenskap gör dem ideella för radiografisk avbildning.
Kristallina fasta ämnen har en högt ordnad, upprepande atomär struktur med planetavstånd (d-avstånd) i området 0,1–1 nm – precis matchande röntgenvåglängder. När röntgenstrålar interagerar med en kristall sprids de av atomernas elektronmoln på ett koherent, förutsägbart sätt. Konstruktiv interferens uppstår vid specifika vinklar beskrivna av Braggs lag:
nλ = 2d sin θ
där n är ett heltal, λ är våglängden, d är planetavståndet, och θ är infallsvinkeln. Det resulterande diffraktionsmönstret avslöjar kristallens atomära arrangemang.
Detta princip ligger till grund för röntgenkristallografi, den primära metoden för att bestämma tredimensionella strukturer av proteiner, nukleinsyror, läkemedel och material. Genom att mäta vinklar och intensiteter av diffraherade strålar kan forskare rekonstruera elektron densitetskartor och bygga atomära modeller. Tekniken har avgörande betydelse inom strukturell biologi, från upptäckten av DNA-dubbelhelix till modern läkemedelsdesign.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online