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用X射线照射DNA分子，观察射线在照相底片上产生的点子（衍射花样），计算点子的分散角度等（每一点子的分散角度代表DNA分子的一个原子的位置或若干原子团的位置）推测分子排列。
Z关键的第51号图谱是下图，1952年5月拍摄。
照片ZXX射线反射（使X射线底片变黑）的图象是交叉的，说明它是螺旋形的，顶部和底部Z浓黑的部分，说明嘌呤碱和嘧啶碱垂直于螺旋轴，每隔3.4埃规律出现一对。
对A型DNA、B型DNA拍了好多张X射线衍射图谱，这两张是截面的，也有丝状（链形态的），可以得到34埃的数据。富兰克林还发现在翻转180度之后看起来还是一样，沃森与克里克在得到这一信息后，意识到两条链是反向的。
在得到51号图时，还得到的了一些数据。
1953年2月24日富兰克林经过计算分析得出双股螺旋的结论，而沃森与克里克则是尝试以双螺旋模型与这些数据信息吻合。当时自然杂志同时发表了三篇论文，另二篇是威尔金斯的和富兰克林与蓝道夫的。
解读DNA晶体X射线衍射图谱，要用到很复杂的数学计算。
X射线衍射原理： 1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X射线衍射学的diyi个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理 。
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