Soient deux photons P1 et P2. Pour avoir une réception maximale au détecteur, il faut que P1 et P2 arrivent en phase sur le cristal. On dit qu'ils sont en phase lorsqu'ils sont sur une perpendiculaire à la direction du rayonnement X qui arrive sur le cristal.

Lorsque P1 est réfléchi sur le plan 1 du cristal, P2 est encore séparé du plan 2 par une distance x. On obtient alors un triangle formé par les photons P1et P2 et par la perpendiculaire D au cristal passant par P2. Ce triangle est rectangle en P1 car les photons P1 et P2 sont en phase. On appelle q l'angle formé par la perpendiculaire D et l'alignement des photons P1 et P2. Ainsi, on peut calculer la distance x.

Or cette distance x se retrouve après la réflexion des photons : on a donc 2x = 2d.sinq,  où 2d.sinq est la différence totale de trajet entre les photons P1etP2. Pour qu'ils soient toujours en phase, il faut que, P1 étant déjà réfléchi, P2 se remet en phase avec 1 autre photon. Il faut que P2 se remette sur la longueur d'onde d'un autre photon. Donc,

l étant la longueur d'onde, et k, un nombre entier positif (bien souvent unitaire).

On obtient alors la relation de la loi de BRAGG: 2d.sinq = kl