Siatka dyfrakcyjna jest przyrządem optycznym, który stanowi układ bardzo wielu, bardzo wąskich, równoległych do siebie i równych szczelin. W praktyce siatka dyfrakcyjna jest przezroczystą płytką, na której są gęsto ponacinane rysy, których liczba może dochodzić nawet do kilku tysięcy na 1 mm. Światło padając na siatkę ulega na każdej ze szczelin zjawisku dyfrakcji, co w konsekwencji powoduje konstruktywne i destruktywne nakładanie się ugiętych wcześniej fal. Analiza położeń jasnych i ciemnych prążków dyfrakcyjnych umożliwia dość proste wyznaczenie długości fali, padającej na siatkę, bowiem tzw. równanie siatki dyfrakcyjnej ma postać:
\(dsin \alpha =n \lambda \)
gdzie: d – stała siatki dyfrakcyjnej (odległość pomiędzy sąsiednimi szczelinami), α – kąt pod jakim obserwowany jest jasny prążek dyfrakcyjny, n – numer rzędu widma, λ – długość fali.
Siatki dyfrakcyjne znajdują szerokie zastosowanie w spektroskopii. Służą one przede wszystkim do otrzymywania widm optycznych, bowiem jak wynika z równania siatki dyfrakcyjnej, kąt ugięcia fali silnie zależy od jej długości. Światło białe, które jest mieszaniną fal o długościach od około 350nm do 780nm, po przejściu przez siatkę dyfrakcyjną rozszczepia się na składowe na poszczególne składowe (odpowiadające różnym długością fali, co powoduje powstanie tzw. widma ciągłego czyli tęczy.
Siatka dyfrakcyjna – przykład.
Na siatkę dyfrakcyjną, która ma 200 rys na 1mm pada fala o długości 400 nm. Jaki największy rząd widma może być zaobserwowany w tych warunkach?
Dane: Szukane:
\(d= \frac{1mm}{200} =5 \cdot 10 ^{-6} m\) n = ?
λ = 400•10-9 m
Rozwiązanie:
Maksymalny kąt pod jakim może być obserwowany prążek dyfrakcyjny musi być mniejszy od kąta prostego, stąd w przypadku granicznym równanie siatki dyfrakcyjnej musi mieć postać:
\(dsin90 ^{ \circ } =n \lambda \Rightarrow d=n \lambda \)
Zatem:
\(n= \frac{d}{ \lambda } = \frac{5 \cdot 10 ^{-6}m }{400 \cdot 10 ^{-9}m } =12,5=12 \)
Otrzymany wynik oznacza, że maksymalny rząd widma wynosi 12, gdyż n musi być liczbą całkowitą.