質問: 回折格子に関する質問です。 ガラス板などに、1mmに500~1000本という程度に、細い線を等間隔に刻んだものを回折格子という。線の間隔(dと記す)を格子定数とよぶ。ガラス板に光を通すと、線を刻んだ部分は光を通さないので、回折格子は細いスリットを等間隔で多数並べたものと同等である。金属板に線を刻んだものの場合は、線を刻まない部分からの反射光が、ガラス格子の透過光と同じようになる。 各『スリット』から出る光は、回折を示すわけであるが、隣り合うスリットからの光の干渉効果によって、これがさらに鋭い線に分かれる。 この文章で質問なのですが、『隣り合うスリットからの光の干渉効果によって、これがさらに鋭い線に分かれる』とは、一体どういうことなのでしょうか? 教えてください。
回答: ヤングの実験のように、2本のスリットだけを使った場合には、スクリーン上に現れる明線はやや"ぼやけた"、幅のあるものになってしまいがちです。 しかし、回折格子のように、"スリット"がたくさん有る装置を使うと、スクリーン上の明線は輪郭がシャープになります。干渉縞がシャープになると、明線位置がきちんと決まりますから、その測定値を元にして、光源の波長などがより精確に決めることができることになります。 こんな事情を言っています。 ではなぜ、複数スリットを使うと干渉縞がシャープになるのか? という疑問を持たれると思いますが、その説明はちょっと難しいです。定性的に書いてみると... すべてのスリットで、強め合う方向が揃っていますから、明線の方向には光が集まり、それから少しでも外れると、そこの光を弱める役割をするスリットがどこかに必ず有るので、明線以外の所は効率よく光が打ち消されて、光が到達し難くなるのです。