Longueur d'onde de quelques particules
Les particules généralement utilisées pour étudier la matière sont : les photons, les électrons ou les neutrons.
Les photons sont généralement émis en bombardant un matériau (par exemple du cobalt) avec des électrons. Ainsi certains électrons du cortège électronique du cobalt sont éjectés (
). Le retour à l'équilibre conduit à la génération de photons X d'énergies bien précises. Les appareils de laboratoire fonctionnent sur ce principe. De telles techniques ne permettent néanmoins de disposer que d'une ou deux longueurs d'onde spécifiques. Des appareillages plus gros appelés synchrotron (on parle de grands instruments) permettent d'obtenir des photons X sur une gamme continue de longueur d'onde, outil indispensable pour déterminer la structure de grosses molécules par diffraction.
Les électrons sont faciles à produire par thermo-émission d'un filament de tungstène par exemple. Ils sont accélérés par une haute tension
et ensuite monochromatisés par des lentilles électrostatiques. Cette haute tension varie de 100 V pour des appareillages de diffraction sous vide jusqu'à 300 kV pour des microscopes électroniques.
Les neutrons sont produits par réaction nucléaire dans un réacteur. Ils s'échappent de la source avec une loi de distribution des vitesses comme un gaz de Boltzmann. Ils sont produits à des températures élevées et sont refroidis ensuite. On dispose de neutrons de température entre 20 et 2000K. On supposera qu'ils n'interagissent pas entre eux. On donne
