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X射线照射到晶体上时，晶体中原子周围的电子受X 射线周期变化的电场作用而振动，从而使每个电子都变为发射球面电磁波的次生波源。所发射球面波的频率与入射的 X 射线相一致。基于晶体结构的周期性，晶体中各个原子（原子上的电子）的散射波可相互干涉而叠加，称之为相干散射或衍射。X射线在晶体中的衍射现象，实质上是大量原子散射波相互干涉的结果。每种晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。微区光斑很小，是微米级的，因此可以准确研究不同区域内的晶相结构。
1) 2) <span times="" new="" roman";="" line-height:="" 1.5;"="" font-size:="" 18px;="" line-height:150%;font-size:18px;"="" style="padding: 0px;box-sizing: inherit;background-repeat: no-repeat;text-rendering: auto;-webkit-font-smoothing: antialiased;font-family: inherit;border: 0px;font-size: 18px">衍射线束的强度。其中，衍射线的分布规律由晶胞大小，形状和位向决定，衍射线强度则取决于原子的品种和它们在晶胞的位置。因此，不同晶体具备不同的衍射图谱。