Дифракция плоской волны на дифракционной решетке

Положение главных максимумов в дифракционном спектре на экране (рис. 16 а) определяется углом дифракции . Согласно условию главных максимумов (15), , т. е. угол дифракции зависит от длины волны . При прохождении через решетку белого света только нулевой ( и ) центральный максимум будет белым. Все остальные максимумы разложатся в спектр (рис. 16 б). При этом, так как длина волны , то и , следовательно, ближе к центральному максимуму будет фиолетовая область спектра. В результате излучение, содержащее световые волны с различными длинами волн , с помощью дифракционной решетки разложится в окрашенный спектр.

, , , , , ,   максимум 1-го порядка Дифракционный спектр монохроматического света а кр ф кр ф   ф   кр ф кр нулевой максимум (белый)   спектр 1-го порядка Дифракционный спектр белого света б   Рис. 16       Таким образом, дифракционная решетка является спектроскопом, т. е. она разделяет свет на составляющие, в зависимости от их длин волн. Это позволяет измерять длины волн светового излучения в спектрометрах. ф   кр ф   кр ф кр ф кр

2.2.3. Разрешающая способность дифракционной решетки

Разрешение линий спектра дифракционной решеткой – это разделение на экране дифракционных максимумов двух близко расположенных линий с длинами волн (рис. 17).

Линии разрешены а Линии не разрешаются данной решеткой б Рис. 17

Важнейшая характеристика оптического прибора: глаза, дифракционной решетки, объективов телескопа, бинокля, микроскопа и других, – его разрешающая способность : , где – наименьшая разность длин волн двух соседних линий спектра, которые видны раздельно. Разрешающая способность дифракционной решетки зависит от общего числа щелей решетки и от порядка спектра , в котором наблюдаются линии: . С увеличением числа щелей спектральные линии становятся более узкими; при этом разрешаются линии с меньшей разностью длин волн Величина разрешающей способности современных дифракционных решеток достигает .