CÁCH TỬ NHIỄU XẠ
Dụng cụ quang học nay là một tấm kính phản xạ hay tấm mỏng trong suốt với những đường kẻ vạch song song trên đó. Năm 1786 nhà thiên văn Mỹ David Rittenhouse (1732 - 1796) đã khám phá ra rằng khi cho ánh sáng trắng truyền qua cái lưới (cách tử) như thế có thể thu được một phổ màu. Nhưng khác với lăng kính, cách tử cho ta không phải một mà là vài phổ. Lý thuyết nhiễu xạ cho phép giải thích sự hình thành của các phổ đó.
Khi nghiên cứu xem ánh sáng đi từ khe giữa các vạch ra sao dễ nhận thấy rằng các bờ của chùm chữ nhật bị khe cắt ra sẽ bị ''nhòe'', tạo thành một hệ thống các dải. Góc nhiễu xạ, tức là góc giữa hướng tới ban đầu của ánh sáng và một dải tối bất kỳ, phụ thuộc vào bước sóng bề rộng khe a và số thứ tự của dải n: . Nếu trên 1mm bề mặt tấm ta khắc 300 vạch bề rộng một khe sẽ xấp xỉ 0,50,003mm, còn góc nhiễu xạ là khoảng 200. Khác với chùm tròn trong các giới hạn đó chứa đựng không tới 70% của bức xạ tới. Nhưng số các khe trên cách tử lại rất nhiều, do vậy bức xạ từ chúng giao thoa và cộng với nhau. Trong một số hướng sóng tổng cộng bị yếu đi còn trong các hướng khác thì mạnh lên. Có thể tính toán ra các hướng như vậy: ví dụ cực đại ánh sáng quan sát được dưới góc phụ thuộc vào và khoảng cách giữa các khe kề nhau b: (tổng a + b được gọi là bước của cách tử). Chính các tia phát đi dưới các góc ấy ứng với hiệu số quãng đường lớn hơn bước sóng một số nguyên n lần.
Bởi vì góc phát xạ phụ thuộc vào bước sóng, cách tử kéo dãn tia sáng tới thành một phổ. Có một số phổ sinh ra, là do ánh sáng tới bị “chia nhỏ” thành các chùm, tương ứng với các giá trị n khác nhau. Thêm nữa các phổ càng dài, thì góc lệch bức xạ khỏi hướng ban đầu càng lớn.
Các cách tử nhiễu xạ được sử dụng để phân tích phổ ngay từ đầu thế kỷ XIX. Người đầu tiên sử dụng cho mục đích ấy là Joseph Fraunhofer (1787 - 1826). Ông khắc được 300 vạch trên 1mm bề mặt tấm kính. Còn ngày nay thì các cách tử phổ biến nhất, có lẽ là các đĩa laze. Các vùng trên đó ghi thông tin, có những cái gờ lồi lõm tế vi, và thông tin được ghi theo các vành tròn xoắn ốc trên toàn bề mặt đa. Bề mặt một đĩa compact (CD) làm thành một cách tử lớn.
Ở các cách tử nhiễu xạ hiện đại có tới 200 vạch trên 1mm. Không thể chế tạo chúng bằng cách cơ học, nên phải dùng phương pháp khác: người ta chụp ảnh bức tranh giao thoa của hai chùm sáng cắt nhau dưới một góc. Nó có dạng các dải song song, khoảng cách giữa chúng là có bước sóng của ánh sáng tới.
