회절발

요약 평면 유리나 오목 금속판에 여러 개의 평행선을 좁은 간격으로 새긴 것. 회절과 간섭을 이용하여 빛의 스펙트럼을 얻는다. 격자 또는 회절격자라고도 한다.

평면 유리나 오목 금속판에 여러 개의 평행선을 좁은 간격으로 새긴 것으로, 이것에 빛을 조사하면 투과 또는 반사된 빛이 별로 나뉘어서 을 얻을 수 있다. 보다 빛을 분산시키는 성능이 좋으며 다른 특징도 있다. 스펙트럼띠가 장파장인 빨강 쪽에서도 좁아지지 않고 빨강에서 보라에 이르기까지 각 파장마다 균일하게 퍼지며, 스펙트럼띠가 1차·2차·3차로 병렬적(竝列的)으로 나타난다.

회절발을 제작하는 데는 보통 각선기(刻線機)를 사용하여 1mm당 수천 개나 되는 매우 가는 선을 새긴다. 이 작업을 유리나 금속에 직접 하는 것은 매우 어려우므로 플라스틱에 회절발을 새기고 이것을 유리판에 붙인 레플리카(replica) 격자를 이용하는 경우가 많다.

원리
회절발은 가는 슬릿(slit)을 몇 가닥 늘어놓은 것과 같으며, 이것에 평행광선을 비추면 선이 그어져 있지 않은 회절발 부위에서 일제히 여러 각도로 회절된 빛이 나온다. 이 때 이웃하는 슬릿으로부터 같은 방향으로 회절된 빛은 양쪽 광행로차(光行路差)가 파장의 정수배가 될 때는 서로 강화되는데, 광행로차는 빛의 회절각(回折角)으로 결정되므로 어떤 파장의 빛은 파장의 1, 2, 3,…배의 광행로차가 얻어지는 특정방향으로 그것에 대응하는 1차, 2차, 3차,…의 밝은 간섭선(干涉線)을 만든다. 따라서 회절발에 여러 가지 파장을 포함하는 백색광을 조사하면 파장별로 분산되며, 이것을 렌즈에 모으면 렌즈의 초점면(焦點面)에 놓인 스크린에 몇 개의 스펙트럼띠가 나타난다. 또 미지의 파장을 가진 빛은 간섭선이 생기는 방향을 측정함으로써 그 파장을 알 수 있다.

오목회절발
평면 회절발에서는 스펙트럼을 얻는 데 렌즈가 필요하나, 오목 거울에 평행선을 새긴 오목 회절발은 그 자체에 결상작용(結像作用)이 있으므로 렌즈 없이 뚜렷한 스펙트럼선을 얻을 수 있다. 예를 들면 오목 회절발의 곡률반지름을 지름으로 하는 원에 접하도록 회절발을 놓으면 오목 거울의 성질로부터 간섭에 의하여 강하게 된 각 파장의 빛은 원주상에 결상됨을 알 수 있다. 이것이 롤런드원이다. 오목 회절발의 부착방식에는 이 밖에도 여러 가지가 있으나 어느 것이나 렌즈를 사용하지 않으므로, 렌즈에 흡수되기 쉬운 원자외선(遠紫外線)의 스펙트럼을 얻고자 할 때 등에 이용된다.