Як відомо з фізики, явище дифракції світла полягає у відхиленні світлових хвиль від прямолінійного напряму. Дифракція спостерігається, якщо розміри перешкоди можна порівняти з довжиною хвилі. Якщо на дифракційну решітку від джерела падає паралельний пучок монохроматичних променів, то за принципом Гюйгенса кожна точка хвильової поверхні пучка розглядається як джерело вторинних хвиль, які, будучи когерентними, інтерферують. Результат інтерференції залежить від різниці ходу променів.
Дифракційна решітка представляє собою, скляну пластинку, на якій нанесено велике число паралельних, рівновіддалених рисок. Риски грають роль непрозорих проміжків. Дифракційна картина від монохроматичного світла, що пройшло через дифракційну решітку, являє собою ряд світлих ліній спадної інтенсивності, розташованих по обидві сторони від центральної світлої смуги.
У разі, якщо решітка освітлена білим світлом, то для кожної довжини хвилі є свій кут φ, під яким спостерігається максимум світла. Тому відбувається розкладання білого світла в спектр. Спектри, що відповідають першому, другому і т.д. максимумам, називають спектрами першого, другого і т.д.
порядку. Формула дифракційної решітки: k × λ = d × sinφ, де
d - період решітки, тобто загальна ширина прозорого і непрозорого проміжку;
φ - кут, під яким спостерігається максимум;
k - порядок (номер) спектра по відношенню до центральної смуги;
λ - довжина хвилі монохроматичного світла.
Максимум інтенсивності має місце, коли k = 1, 2, 3, …
Кут φ не перевищує 6О , при цьому sinφ дорівнює tgφ (для 7О sin7О = 0,122, а для tg 7О = 0,123) і формула буде мати вигляд: k × λ = d × tgφ
Вирішивши рівняння щодо λ, отримаємо розрахункову формулу:
λ = d × tgφ/ k. Схематично дослід показано на рис. 1, на якому показано кут φ і згідно тригонометрії sinφ = b/с, а tgφ = b/a- тому зручніше вимірювати розміри а і b.
