Дыфракцыйная рашотка

Дыфракцыйная рашотка — аптычны прыбор, дзеянне якога заснавана на выкарыстанні з’явы дыфракцыі святла. Уяўляе сабой сукупнасць рэгулярна размешчаных штрыхоў (шчылін, выступаў), нанесеных на некаторую паверхню. Першае апісанне прыбора стварыў Джэймз Грэгары, які выкарыстоўваў птушыныя пер’і ў якасці рашоткі.

Віды рашотак

• Адбівальныя: штрыхі нанесены на люстраную паверхню, назіранне вядзецца ў адбітым свеце.
• Празрыстыя: штрыхі нанесены на празрыстую паверхню ці выразаны ў выглядзе шчылінак на непразрыстым экране, назіранне вядзецца ў праходзячым свеце.

Характарыстыкі

Адной з характарыстык дыфракцыйнай рашоткі з’яўляецца вуглавая дысперсія. Няхай максімум якога-небудзь парадку назіраецца пад вуглом φ для даўжыні хвалі λ і пад вуглом φ + Δφ — для даўжыні хвалі λ + Δλ. Вуглавой дысперсіяй рашоткі называюцца адносіны D = Δφ / Δλ. Выраз для D можна атрымаць, калі прадыферэнцыраваць формулу дыфракцыйнай рашоткі:

$D={\frac {\Delta \varphi }{\Delta \lambda }}={\frac {\kappa }{d\cos \varphi }}$.

Такім чынам, вуглавая дысперсія павялічваецца з памяншэннем перыяду рашоткі d і ўзрастаннем парадку спектру k.

Другая характарыстыка дыфракцыйнай рашоткі — адрознівальная здольнасць. Яна абумоўлена вуглавой шырынёй галоўнага максімуму і вызначае магчымасць паасобнага назірання 2 блізкіх спектральных ліній. Пры павелічэнні парадку спектру m узрастае:

$R={\frac {\lambda }{\partial \lambda }}=mN$.

Таксама існуе яшчэ адна характарыстыка дыфракцыйнай рашоткі — дысперсійнай вобласць. Яна вызначае для кожнага парадку спектральны дыяпазон ад перакрыцця спектраў. Дадзены параметр адваротна-прапарцыйны парадку спектру m:

$G=\Delta \lambda ={\frac {\lambda }{m}}$.

Выраб

Добрыя рашоткі патрабуюць вельмі высокай дакладнасці вырабу. Калі хоць адна шчыліна з мноства будзе нанесена з памылкай, то рашотка будзе бракаванай. Машына для вырабу рашотак трывала і глыбока ўбудоўваецца ў спецыяльны падмурак. Перад пачаткам непасрэднага вырабу рашотак, машына працуе 5-20 гадзін на халастым ходу для стабілізацыі ўсіх сваіх вузлоў. Наразанне рашоткі доўжыцца да 7 сутак, хоць час нанясення рыскі складае 2-3 секунды.

Прымяненне

Дыфракцыйную рашотку ўжываюць у спектральных прыборах, таксама ў якасці аптычных датчыкаў лінейных і кутніх перасоўванняў (вымяральныя дыфракцыйныя рашоткі).

Апісанне з’явы

Фронт светлавой хвалі разбіваецца штрыхамі рашоткі на асобныя пучкі кагерэнтнага святла. Гэтыя пучкі перажываюць дыфракцыю на штрыхах і інтэрферыруюць адзін з адным. Так як для розных даўжынь хваль максімумы інтэрферэнцыі аказваюцца пад рознымі вугламі (вызначаюцца рознасцю ходу прамянёў, што інтэрферыруюць), то белы свет раскладваецца ў спектр.

Літаратура

• Эшелетты // Элоквенция — Яя. — М. : Советская энциклопедия, 1957. — С. 293. — (Большая советская энциклопедия : [в 51 т.] / гл. ред. Б. А. Введенский ; 1949—1958, т. 49). (руск.)
• Тарасов К. И. Спектральные приборы, 1968. (руск.)