Tralie (natuurkunde)

tralie met 1e en 2e orde diffractie

Een tralie of diffractierooster is een voorwerp uit de natuurkunde dat wordt gebruikt (in de telecommunicatie en in de optica) om elektromagnetische straling naar golflengte te scheiden.

Werking

Een tralie bestaat uit een serie van smalle, parallelle spleten die op precies gelijke afstanden van elkaar liggen. Als er monochromatisch licht op de tralie valt zal er interferentie optreden tussen het licht dat door elk van de spleten komt. Dit levert een diffractie-effect, waardoor doorgelaten licht in een beperkt aantal richtingen wordt geconcentreerd. Elk van die richtingen wordt een orde genoemd. De nulde orde is de rechtdoorgaande lichtbundel, en elke naastliggende bundel heeft een ordenummer dat één groter is dan de vorige. Bij de eerste-orde-lichtbundel is het weglengteverschil tussen de stralen van twee naburige spleten precies één golflengte. Bij de tweede-orde-bundel is dat twee golflengten, enz. De richting (θ) van de nde orde bundel wordt gegeven door de volgende formule, die uitdrukt dat er constructieve interferentie plaatsheeft (en er dus en diffractiemaximum optreedt) telkens als het verschil tussen opeenvolgende lichtwegen een geheel aantal golflengten bedraagt:

Daarbij is de golflengte van het licht en de afstand tussen de middens van de spleten van de tralie.

Als er wit licht of licht van meerdere golflengten op een tralie valt, zal iedere golflengte in een andere richting worden gestuurd. De exacte golflengte bepaalt de verstrooiingshoek van het licht voor alle orden behalve de nulde orde. Daarom kan een tralie net als een prisma worden gebruikt om de golflengten van het licht te scheiden en een spectrum te maken.