optička rešetka

ilustracija
OPTIČKA REŠETKA, λ - valna duljina svjetlosti, α - kut ogiba na rešetki, а - konstanta rešetke

optička rešetka, optička naprava kojoj je glavni dio niz jednakih uskih ekvidistantnih pukotina što omogućuju da se upadni snop svjetlosti ili drugoga elektromagnetskoga zračenja otkloni od početnoga smjera na takav način da otklonjeni dijelovi snopa međusobno interferiraju. Služi za postizanje i ispitivanje ogiba, fino razdvajanje spektralnih linija i mjerenje valne duljine svjetlosti.

Vrste optičkih rešetki

Prve optičke rešetke načinio je Joseph von Fraunhofer 1817; sastojale su se od usporednih tankih žica ili od začađene staklene ploče na kojoj su u jednakim razmacima ucrtane paralelne dužine. Danas se optička rešetka pravi urezivanjem paralelnih i vrlo bliskih linija na podlogu od različitih materijala (staklo, plastika, metal). Neurezani dio ploče djeluje kao pukotina, a urezana linija kao zapreka, jer se na njoj svjetlost raspršuje difuzno. Urezivanjem metalnoga zrcala dobiva se refleksijska optička rešetka. Širina pukotine usporediva je s valnom duljinom svjetlosti. Rešetke za ultraljubičasto zračenje i vidljivu svjetlost imaju oko 1200 pukotina na 1 mm, a rešetke za infracrveno zračenje valnih duljina od nekoliko stotina mikrometara imaju samo nekoliko pukotina na 1 mm. Rowlandova rešetka (po Henryju Augustusu Rowlandu) sadrži do 1700 pukotina na 1 mm. Za infracrveno zračenje i za radiovalove rabe se i rešetke od niza paralelnih metalnih žica (zračenje velikih valnih duljina uvjetuje ogib na velikim pukotinama), dok za ogib rendgenskoga zračenja služi kristalna rešetka koju tvore atomi u kristalu, što se rabi za rendgensku strukturnu analizu.

Načelo rada

Kada svjetlost padne na optičku rešetku, svaka od njezinih pukotina postaje izvor novih svjetlosnih valova. Među valovima koji se šire od različitih pukotina nastaje interferencija. Ako monokromatska svjetlost valne duljine λ okomito pada na optičku rešetku, na zastoru će se pojaviti svijetle pruge (maksimumi) u smjerovima u kojima je razlika optičkih putova svjetlosnih valova jednaka cijelomu broju valnih duljina, tj. a sin φn = , a tamne pruge (minimumi) u smjerovima u kojima je razlika optičkih putova svjetlosnih valova jednaka polovici valne duljine: a sin φn = (2n + 1) λ/2, gdje je a konstanta rešetke ili udaljenost između dviju susjednih pukotina, n redni broj maksimuma (u središtu interferencijske slike je nulti maksimum, prvi maksimum je svijetla pruga najbliža središnjoj, drugi je druga svijetla pruga od središta, itd.), φn kut između okomice na rešetku i smjera n-tog maksimuma.

Svjetlost koja nije monokromatska rastavit će se na rešetki u spektar, jer za različite boje (elektromagnetske valove različitih valnih duljina) pojačanje nastaje pod različitim kutovima. Pritom ne nastaje jedan spektar, već nekoliko njih, pa se broj n, koji se javlja u jednadžbi, naziva red spektra. Spektar dobiven optičkom rešetkom razlikuje se od spektra dobivenoga optičkom prizmom po tome što je njegova disperzija razmjerna valnoj duljini, tj. najviše se otklanja crvena boja, a najmanje ljubičasta (optička prizma najviše otklanja ljubičastu boju, a najmanje crvenu). Disperzija je to veća što je konstanta rešetke manja.

U holografiji interferencijska slika predmeta predstavlja svojevrsnu optičku rešetku koja se rabi za dobivanje slike reverznim postupkom.

Citiranje:
optička rešetka. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2021. Pristupljeno 26. 2. 2021. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=45336>.