1. Reteaua de difractie
Reteaua de difractie este o suprafata optica plana sau curba, cu multe trasaturi liniare, paralele
si echidistante. Trasaturile nu sunt santuri sau crestaturi ci caneluri cu un profil riguros stabilit care se
obtin cu ajutorul unei masini speciale de canelat. Dificultatile legate de mentinerea aceluiasi profil
pentru toate trasaturile, de pastrare a paralelismului si de realizare a aceleiasi distante între canelurile
paralele fac ca în lume sa existe putine ateliere optice specializate în constructia retelelor de difractie. O
metoda mai simpla si mai economica de producere a retelelor de difractie este duplicarea (prin diverse
procedee fotochimice) dupa o retea de foarte buna calitate.
Principiul de functionare a retelelor de difractie folosite ca element dispersiv în cele mai multe
spectroscoape, spectrografe sau monocromatoare are la baza interferenta fasciculelor luminoase
difractate de trasaturile retelei, care joaca rol de fante. Pentru ca reteaua sa functioneze corect este
necesar ca lungimea de unda a radiatiei incidente sa fie mai mica decât distanta dinte doua elemente
consecutive. Descompunând lumina dupa lungimea de unda se formeaza un spectru care poate fi
observat, fotografiat sau analizat fotoelectric.
O retea de difractie este caracterizata de constanta d = a+b dintre centrele a doua caneluri
consecutive, unde a este largimea unei caneluri iar b este distanta dintre doua caneluri, asa cum se
poate observa în figura 1. Se mai poate caracteriza reteaua si prin
= numarul de trasaturi pe
unitatea de lungime. De regula n se masoara în trasaturi/mm.
Distributia de intensitate obtinuta la incidenta normala cu o retea de constanta d si un numar
total de fante N este:
Fig.1 Mersul razelor prin retea Fig.2 Distributia de intensitate
difractie pe fanta interferenta multipla
unde este unghiul de difractie (vezi fig.1) iar este lungimea de unda a radiatiei difractate. Prima
fractie din ec.(1) reprezinta factorul de difractie (altfel spus distributia de intensitate la difractia pe
fiecare fanta) iar a doua fractie reprezinta factorul de interferenta rezultat prin interferenta multipla a
fasciculelor difractate sub acelasi unghi . Aceasta distributie de intensitate este reprezentata în figura
2. Factorul de difractie doar moduleaza lent factorul de interferenta si este reprezentat ca o
înfasuratoare. Deoarece intensitatea scade brusc in maximele laterale de difractie, în practica se observa
doar maximele de interferenta situate in maximul central de difractie.
Din ec. (1) se observa ca un maxim de intensitate se obtine pentru situatia în care
deoarece atunci a doua fractie din ec.(1) are valoarea 1. De aici rezulta relatia fundamentala a retelei de
difractie, care da pozitia maximelor de intensitate pentru o anumita lungime de unda :
d sinq = kl (2)
unde k reprezinta ordinul de interferenta sau ordinul spectrului. Se observa ca k=0 implica = 0
(emergenta normala) si se obtine maxim pentru toate lungimile de unda. Astfel în ordinul 0 se obtine un
maxim central nedescompus, de aceeasi culoare cu lumina incidenta. Pentru celelalte ordine, maximele
de culori diferite vor aparea în locuri diferite pe ecran formând o serie de perechi de spectre simetrice
fata de maximul central.
1.1 Comparatie prisma-retea
a) O retea de difractie produce mai multe spectre de ordinul k=1,2,3 , spre deosebire de prisma
care produce doar un singur spectru;
b) În conformitate cu ec.(2) radiatiile rosii sunt deviate mai mult decât cele violete, invers decât la
prisma;
c) Cea mai mare parte a radiatiei difractate este
concentrata în ordinul zero, acolo unde lumina nu este
descompusa, si nu în spectrele care ne intereseaza.
Acesta a fost motivul pentru care aparatele spectrale
au fost dotate zeci de ani numai cu prisme. Pentru
a obtine o luminozitate mare în ordinul dorit (de
regula 1) se fac retele numite blaze care au trasaturi
asimetrice si au un anumit unghi de stralucire (blaze).
Cel mai intens ordin va fi acela pentru care unghiul de difractie este egal cu unghiul de
blaze. Maximul luminozitatii se obtine la o anumita lungime de unda din acel ordin,
lungime de unda aleasa de constructor. Practic, luminozitatea aparatelor cu retea poate
ajunge la 70% din luminozitatea aparatelor cu prisma.
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
