Ohyb světla na optické (difrakční) mřížce

Difrakční mřížku si v nejjednodušším případě představíme jako soustavu velkého množství pravidelně rozložených štěrbin (nebo vrypů, proužků apod.), vzdálených od sebe o periodu mřížky $\Lambda$. Na těchto štěrbinách nastává difrakce dopadajícího záření. Základní vlastností difrakční mřížky je její schopnost rozkládat světlo na jednotlivé spektrální (monochromatické) složky (podle vlnových délek). Pro intenzitu záření difraktovaného na difrakční mřížce ve formě štěrbin platí (v rámci Fraunhoferovy difrakce):

$$I~= I_0 \left(\frac{\sin B}{B}\right)^{2} \left(\frac{\sin NA... ...uad B = \frac{\pi}{\lambda}\,b\,(\sin\Theta_i - \sin\Theta_d)$$

kde b je šířka štěrbin, $\Lambda$ je perioda mřížky, N je počet štěrbin, I₀ je intenzita v tzv. nultém řádu difrakce ( $\Theta_i = \Theta_d$), $\Theta_i$ je úhel dopadu, $\Theta_d$ je úhel difrakce. Druhý člen vyjadřuje intenzitu vzniklou ohybem na jedné štěrbině šířky b, a třetí člen intenzitu vzniklou interferencí vln od jednotlivých štěrbin. Difrakční obrazec má velmi úzká interferenční minima a maxima, které jsou od sebe vzdáleny tím více, čím je perioda mřížky menší. Difrakce na pravidelné (neomezené) mřížce je znázorněna na Obrázku 5. Jak je vidět, v obecném případě může vzniknout mnoho prostorově oddělených vln (difrakčních řádů).

  

Obrázek 5: Difrakce na mřížce.

Fraunhoferův difrakční obrazec harmonické mřížky (tedy takové mřížky kdy periodická změna určité vlastnosti mřížky - např. propustnosti - je harmonická) je zobrazen na Obrázku 6. V tomto případě vziknou při difrakci kromě vlny prošlé pouze dva další difrakční řády. V tomto případě je navíc mřížka omezena čtvercovou aperturou, a proto se kromě tří obrazů jednotlivých difrakčních řádů ve vodorovném směru objevují další vedlejší minima a maxima ve směru svislém, které jsou výsledkem ohybu na vlastní štěrbině omezující mřížku (porovnej s Obrázkem 4).

  

Obrázek 6: Fraunhoferův difrakční obrazec mřížky omezené čtvercovou aperturou.

Zpět: Ohyb světla na jedné O úroveň výše: Difrakce světla Pokračovat: Polarizace světla