光柵分光的原理
光柵也稱衍射光柵,是利用多縫衍射原理使光發生色散(分解為光譜)的光學元件。它是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數量很大,一般每毫米幾十至幾千條、單色平行光通過光柵每個縫的衍射和各縫間的干涉,形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣,這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異,當復色光通過光柵后,不同波長的譜線在不同的位置出現而形成光譜。光通過光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結果。
光柵的分光原理
衍射光柵在屏幕上產生的光譜線的位置,可用式(a+b)(sinφ±sinθ)=kλ表示。此式即為光柵方程。式中a代表狹縫寬度, b代表狹縫間距, φ為衍射角, θ為光的入射方向與光柵平面法線之間的夾角, k為明條紋光譜級數(k=0 , ±1 , ±2...... ),λ為波長,a+b稱作光柵常數。對于相同的光譜級數k,以同樣的入射角θ投射到光柵上的不同波長λ1、λ2、......組成的緩和光,每種波長產生的干涉極大都位于不同的角度位置;即不同波長的衍射光以不同的衍射角φ出射。這就說明,對于給定的光柵,不同波長的同一級主級大或次級大(構成同一級光柵光譜中的不同波長諧線)都不重合,而是按波長的次序順序排列,形成一系列分立的譜線。這樣,混合在一起入射的各種不同波長的復合光,經光柵衍射后彼此被分開。這就是衍射光柵的分光原理。