Il reticolo di diffrazione: separare i colori
Un reticolo è una lastra con moltissime fenditure parallele, centinaia per millimetro. I massimi stanno dove li metterebbero due fenditure, d sin θ = m λ, ma diventano sottilissimi, e le direzioni sono grandi: ogni lunghezza d’onda va da una parte diversa. Con la luce bianca si ottiene uno spettro; con un gas acceso, le sue righe.
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larghezza angolare di un massimo ≈ λ / (N d cos θ)
Con N fenditure i massimi principali sono dove tutte le onde arrivano in fase, d sin θ = m λ, come per due fenditure. Ma basta spostarsi di poco perché le onde delle N fenditure si distribuiscano su tutte le fasi e si annullino: i massimi diventano sottili come 1 / N. Il grafico lo mostra aumentando N.
Il passo d è di pochi micrometri, confrontabile con λ: gli angoli sono grandi, decine di gradi, e il rosso va molto più lontano del viola. Gli ordini visibili sono quelli con m λ < d. Un reticolo è il cuore di ogni spettroscopio.
L’idrogeno acceso emette solo quattro righe visibili (656, 486, 434 e 410 nm, la serie di Balmer): il reticolo le separa, e ogni elemento ha le sue, come un’impronta digitale. Il disegno in alto è in scala per gli angoli.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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