Ｘ線結晶学
X線結晶学は、分子の立体構造を見る方法です。原子の電子雲は、X線をわずかに曲げます。これにより、分子の「絵」ができ、スクリーンで見ることができます。有機分子にも無機分子にも使えます。その過程でサンプルが破壊されることはありません。
この技術は、ウィリアム・ブラッグ卿（1862-1942）とその息子のローレンス・ブラッグ卿（1890-1971）によって共同で発明されました。二人は1915年にノーベル物理学賞を受賞しました。ローレンス・ブラッグは最年少でノーベル賞を受賞しました。1953年2月にジェームズ・D・ワトソン、フランシス・クリック、モーリス・ウィルキンス、ロザリンド・フランクリンによってDNAの構造が発見された時、彼はケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所の所長を務めていました。
X線結晶学の最も古い方法は、X線回折（XRD）です。X線を単結晶に向けて発射し、その散乱の仕方によってパターンを作ります。このパターンを利用して、結晶内部の原子の配置を調べることができます。
結晶化した酵素のX線回折パターン。スポットのパターン（反射）と各スポットの相対的な強さ（強度）から、酵素の構造を調べることができます。
結晶化した酵素のX線回折パターン。スポットのパターン（反射）と各スポットの相対的な強さ（強度）から、酵素の構造を調べることができます。
結晶のX線分析
結晶は原子の規則的な配列であり、原子が三次元的に何度も繰り返していることを意味します。X線は電磁波の波です。X線が原子に当たると、原子の中の電子がX線を四方八方に散乱させます。X線は全方位に放出されるため、電子に当たると、電子から二次的に球状の波が発生します。この電子を散乱体といいます。散乱体の規則的な配列（ここでは結晶中の原子の繰り返しパターン）は、規則的な配列の球面波を発生させます。これらの波はほとんどの方向で互いに打ち消し合いますが、ブラッグの法則によって決定されるいくつかの特定の方向で加算されます。
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin Θ =n\lambda } 
ここで、ｄは回折面間の間隔、θ {\displaystyle \theta
}は入射角、ｎは任意の整数、λはビームの波長である。これらの特定の方向は、反射と呼ばれる回折パターン上のスポットとして現れます。このように、X線回折は、電磁波（X線）が規則正しく配列された散乱体（結晶中の原子の繰り返し配列）に当たることで起こる。
左上から入射したビームは、各散乱体（電子など）にそのエネルギーの一部を球面波として再放射させます。 原子が距離dで対称に 配置されている場合、これらの球状波は経路長差2d sin θが波長λの倍数になったところでのみ加算されます。
結晶のX線分析
結晶は原子の規則的な配列であり、原子が三次元的に何度も繰り返していることを意味します。X線は電磁波の波です。X線が原子に当たると、原子の中の電子がX線を四方八方に散乱させます。X線は全方位に放出されるため、電子に当たると、電子から二次的に球状の波が発生します。この電子を散乱体といいます。散乱体の規則的な配列（ここでは結晶中の原子の繰り返しパターン）は、規則的な配列の球面波を発生させます。これらの波はほとんどの方向で互いに打ち消し合いますが、ブラッグの法則によって決定されるいくつかの特定の方向で加算されます。
2 d sin θ = n λ {\displaystyle 2d\sin Θ =n\lambda }
ここで、ｄは回折面間の間隔、θ {\displaystyle \theta}は入射角、ｎは任意の整数、λはビームの波長である。これらの特定の方向は、反射と呼ばれる回折パターン上のスポットとして現れます。このように、X線回折は、電磁波（X線）が規則正しく配列された散乱体（結晶中の原子の繰り返し配列）に当たることで起こる。
左上から入射したビームは、各散乱体（電子など）にそのエネルギーの一部を球面波として再放射させます。 原子が距離dで対称に 配置されている場合、これらの球状波は経路長差2d sin θが波長λの倍数になったところでのみ加算されます。
質問と回答
Q: X線結晶学とは何ですか?
A: X線結晶学は分子の三次元構造を見るために使われる技術で、原子の電子雲から出るX線を曲げてスクリーンに絵を描きます。
Q: X線結晶構造解析は有機分子にも無機分子にも使えるのですか?
A: はい、X線結晶構造解析は有機分子にも無機分子にも使えます。
Q: X線結晶学の発明者は誰ですか?
A: ウィリアム・ブラッグ卿と息子のローレンス・ブラッグ卿が共同でX線結晶学を発明し、1915年にノーベル物理学賞を受賞しました。
Q: 最も古いX線結晶構造解析法は何ですか?
A: X線結晶学で最も古い方法はX線回折法（XRD）で、単結晶にX線を照射してパターンを生成し、それを用いて結晶内部の原子の配列を決定します。
Q: X線結晶構造解析の過程で試料は破壊されるのですか?
A: X線結晶構造解析の過程で試料が破壊されることはありません。
Q: DNAの構造が発見されたとき、キャベンディッシュ研究所の所長は誰でしたか?
A: 1953年2月、ジェームズ・D・ワトソン、フランシス・クリック、モーリス・ウィルキンス、ロザリンド・フランクリンによってDNAの構造が発見されたとき、ローレンス・ブラッグ卿がケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所の所長でした。
Q:最年少のノーベル物理学賞受賞者は誰ですか?
A: サー・ローレンス・ブラッグは、1915年に父サー・ウィリアム・ブラッグとのX線結晶学の共同発見により受賞した、最年少のノーベル物理学賞受賞者です。
