Xarxa de difracció

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Un CD-ROM és una xarxa de difracció: Un CD-ROM crea un patró de difracció per reflexió. Per la seva construcció té similituds amb les xarxes de difracció. A la foto es poden apreciar els dos primers ordres de difracció.

Una xarxa de difracció és, en òptica, un component òptic amb un patró regular, que difracta (divideix) la llum en diversos feixos que viatgen en diferents direccions. La direcció d'aquests feixos depèn de l'espaiat de la xarxa i de la longitud d'ona de la llum incident, de manera que la xarxa actua com un element dispersiu. Gràcies a això, les xarxes s'utilitzen habitualment en monocromadors i espectròmetres.

Tipus Echelle[modifica | modifica el codi]

Espectròmetre Echelle: La primera xarxa de difracció està optimitzada per als ordres de difracció baixos, mentre que els ordres superiors milloren la seva intensitat de sortida amb la xarxa Echelle. Tots dos elements difractius estan muntats ortogonalment de manera que els ordres amb major intensitat siguin separats transversalment. Com que només algunes parts de l'espectre de cada ordre coincideixen espacialment, només es presentaran algunes parts de solapament espectral (com la línia verda a la regió vermella).

La xarxa de difracció Echelle (del francès, Echelle, escala) és un tipus de xarxa de difracció que es caracteritza per presentar una densitat de línies relativament baixa però presenta major nombre d'ordres de difracció. Per aquest motiu, s'obté una major eficiència i menors efectes de polarització en rangs de longituds d'ona més grans. Les xarxes Echelle són usades en espectròmetres i instruments similars com el HARPS i nombrosos instruments astronòmics.

Principi de funcionament[modifica | modifica el codi]

Igual que altres xarxes de difracció, la xarxa Echelle està formada per una sèrie de ranures (esglaons) amb amples pròxims a la longitud d'ona de la llum a difractar. Aquesta estructura permet que la llum de la longitud d'ona associada a cada ranura sigui difractada cap a la posició corresponent a l'ordre zero quan la seva incidència sigui normal al pla de difracció, mentre que els ordres més grans seran refractats amb angles específics definits per la densitat de la xarxa per a cada ordre seleccionat.

La separació angular entre els diferents ordres decreix de forma monòtona a mesura que augmenta el número d'ordre, de manera que per ordres superiors la separació entre ells tendeix a desaparèixer, mentre que els ordres menors solen quedar correctament separats.[1]

La intensitat del patró de difracció es pot alterar modificant la inclinació de la xarxa de difracció, especialment amb les xarxes de tipus reflectant on les ranures són substituïdes per superfícies altament reflectants.

Formulació bàsica[modifica | modifica el codi]

L'equació que ens relaciona els angles en que observem els màxims de difracció amb la longitud d'ona de la radiació incident i la distància entre escletxes és:

 d \ \sin{\theta_m} = m \lambda

De manera que si per exemple volguéssim trobar l'angle en que es donaran els màxims tindríem:

 \theta_m = \arcsin{ \left( \frac{m \lambda}{d} \right)}

Cal observar que "d" és la separació entre escletxes i "m" l'ordre del màxim. Per al principal m=1, i així succesivament.

Exemples[modifica | modifica el codi]

Un exemple de xarxa de difracció que està a l'abast de tothom és un CD-ROM. Pot usar-se per demostrar l'efecte de la difracció fent incidir sobre ell llum solar i recollint-la en una paret.

L'assimilació de l'estructura d'alguns cristalls a xarxes de difracció permet obtindre de forma més o menys aproximada la distància entre els seus àtoms o plans d'àtoms.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Echelle gratings (en anglès) [Consulta: 2008.09.03]. 

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Xarxa de difracció