¿Por qué en los espectroscopios profesionales se utilizan rejillas de difracción en lugar de prismas?

Question

¿Por qué en los espectroscopios profesionales se utilizan rejillas de difracción en lugar de prismas?

Supongo que la transparencia no es un problema, ya que necesitamos la óptica de todos modos.

Answer 1

Sólo hay que comparar la resolución de los dos:

• El prisma depende de n, no hay ningún buen material n>1,7 (además del diamante)
• dependiendo de la longitud de la base si se utiliza un triángulo equilátero
• tener que usar más de uno para superar esto
• el prisma absorbe la luz, también hay dispersión (luz dispersa)

Ahora una rejilla:

• optimizarlo para su longitud de onda
• elija las líneas por milímetro
• resolución en función del número de líneas que se iluminan
• dispositivo compacto
• sólo las rejillas de transmisión tienen absorción, puede hacer su medición en reflexión con una rejilla resplandeciente
• diseñe su rejilla de luz para obtener la mayor cantidad de luz en, por ejemplo, el segundo orden

Cuantitativamente

Prisma: $\frac{\lambda}{\Delta \lambda} = t \frac{dn}{d\lambda}$

Rejilla: $\frac{\lambda}{\Delta \lambda} = \frac{zD}{g}=zN$

donde t es su longitud base, z... orden del espectro, g... constante de la rejilla, D... diámetro del haz de entrada, N... número de líneas iluminadas

Para ello, basta con utilizar una rejilla, que hoy en día se puede fabricar de excelente calidad. En mi universidad, el aprendizaje de las ventajas de una rejilla de difracción forma parte de los ejercicios de laboratorio del primer año.

Answer 2

He encontrado una comparación de la dos posibilidades y parece que los prismas son mejores.

Este manual para un espectroscopio utilizado para las piedras de joyería, da mayor puntuación a la rejilla de difracción hacia la parte roja del espectro, donde el cristal obtiene una menor eficiencia. Parece que la eficiencia de la rejilla es uniforme para todo el espectro. También es posible que económicamente sea más barato utilizar una rejilla que tres cristales, como propone esta marca en particular para resolver la eficiencia de los cristales.

Answer 3

Una de las razones por las que no se prefieren los prismas es que su calidad es directamente proporcional a su tamaño; si quieres hacer un espectroscopio decente utilizando un prisma, es posible que no puedas llevarlo.