Como calcular la difraccion de un reticulo (grating)
Calcula ángulo difraccion ecuación reticulo d*sin(theta)=m*lambda. Para espectrometros, telescopios astronomicos, CD/DVD, física laser. Ordenes, dispersion, poder resolvente Rayleigh.
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Como calcular la difracción de un reticolo (grating): fenomeno óptico de interferencia constructiva entre rayos difractados por estructura periodica de líneas paralelas equiespaciadas, base de espectrometros, monocromadores, CD/DVD/Blu-ray, fibra óptica. Equación fundamental Joseph Fraunhofer 1814: d * sin(theta) = m * lambda. Herramienta esencial para espectroscopia analitica (HPLC), astronomía (telescopios GTC La Palma Tenerife), electronica consumer (CD/DVD/Blu-ray), física didactica liceo, dispositivos laser. m_max = floor(d/lambda). R = N*m potenza risolvente Rayleigh.
Fórmulas difracción reticolo
Equación fundamental: d * sin(theta) = m * lambda. d=1/N passo, m ordine, lambda lunghezza d'onda.
Numero massimo ordini: |m_max| = floor(d/lambda).
Dispersión angular: D = m / (d*cos(theta)).
Potenza risolvente Rayleigh: R = N * m, N totale linee illuminate.
Reticoli trasmissione vs riflessione: trasmissione max eff 30%, riflessione blaze 80-95%.
Historia y contexto
David Rittenhouse USA 1786. Joseph Fraunhofer Germania 1814 reticoli precisione, righe Fraunhofer A-K solare. Henry Rowland Johns Hopkins 1882 macchina ruling. España: Telescopio GTC Gran Telescopio Canarias La Palma 10,4 m diámetro 2009 IAC Instituto Astrofisica Canarias Tenerife. CSIC Instituto Óptica IO Madrid. INTA Madrid Torrejon. Universidades ETSEIB UPM óptica espana.
Tabla reticoli
- CD-ROM 780 nm: 1351 lines/mm
- DVD 650 nm: 1351 lines/mm
- Blu-ray 405 nm: 2702 lines/mm
- Reticolo educational: 100-300 lines/mm
- UV-VIS spettrometro: 600-1200 lines/mm
- HARPS ESO Echelle: 31,6 lines/mm m=80-160
- GTC OSIRIS: 1200 lines/mm
- NaD sodio: 589,0/589,6 nm
- Halpha: 656,28 nm
- He-Ne laser: 632,8 nm
Ejemplos numericos detallados
Ejemplo 1 - reticolo educational. 600 lines/mm, lambda=650 nm, m=1. d=1667 nm. theta=22,98°. m_max=2.
Ejemplo 2 - CD-ROM diffrazione. 1351 lines/mm, lambda 400-700 nm. theta_red=70,8°, theta_blue=32,7°. Spettro arcobaleno.
Ejemplo 3 - GTC OSIRIS spettrografo. La Palma Canarias 10,4 m. 1200 lines/mm. m=1 lambda=500 nm: theta=22,5°. Risoluzione 5000.
Ejemplo 4 - alti ordini incidenza obliqua. 600 lines/mm m=3 lambda=550 nm theta_i=15°: evanescente. m=2 valido theta=66,6°.
Ejemplo 5 - UV mercurio Hg. 2400 lines/mm lambda=254 nm. theta=37,5°. m_max=1. R=120000 alta precisione.
Limites y consideraciones
- Reticoli infinitamente sottili idealizzazione.
- m=0 sempre presente.
- Ordini sovrapposti.
- Trasmissione vs riflessione efficienze.
- Risoluzione max R=N*m.
- Aberrazione cromatica.
- Stray light scattered.
- Laser damage threshold.
- Polarizzazione s/p.
- Range spettrale operativo.
Errores comunes
- Confundir d con N.
- m=2 visibile per lambda > d/2.
- Trascurare cos(theta) dispersione.
- Trasmissione vs riflessione.
- R=N*m corretto.
- Reticolo vs prisma.
- Ordini sovrapposti cut-off.
- lines/inch vs lines/mm.
- Ordini negativi obliqua.
- Polarizzazione laser.
Aplicaciones numeradas
- Espectroscopia analitica: HPLC, AAS Bruker, UV-VIS Beckman.
- Astronomia: GTC OSIRIS Canarias, ESO HARPS, JWST.
- Electronica consumer: CD DVD Blu-ray.
- Física laser: monocromatori, eccimeri.
- Sensores industriales: hyperspectral imaging.
- Fotolitografia laser: ArF 193 nm semiconduttori.
- Telecomunicazioni fibra: WDM demux.
- Física didattica: liceo classico spettrografi.
- Holografia: dichroic gratings security.
- Educacional: ETSEIB UPM óptica.
Para soporte
Para preguntas tecnicas: info@calcoi.com. Herramienta didactica diffrazione óptica. Para applicaciones professionales consultar Hecht 'Optics' 2017, Born-Wolf 'Principles of Optics' 1999, Newport Diffraction Grating Handbook. IAC Tenerife Canarias. CSIC Instituto Óptica Madrid.
Actualizado a julio de 2026
Preguntas frecuentes
Que mide la ecuación del reticulo?
Diferencia entre m=0 y m>0?
Que es el poder resolvente de un reticulo?
Diferencia entre reticulo de transmisión y reflexion?
Como calcular la dispersion angular?
Que es un grating echelle y por que importa en astronomía?
Cuantos ordenes se ven en un CD-ROM por difraccion?
Fórmula
d * sin(theta) = m * lambda
d = 1 / N (N lines/mm)
|m_max| = floor(d / lambda)
D = m / (d * cos(theta))
R = N_total * m (Rayleigh)
2 * d * sin(gamma_B) * cos(gamma_B - theta_i) = m * lambda_blaze
CD 1351 lines/mm 780 nm, DVD 650 nm, Blu-ray 405 nm 2702 lines/mm; spettrometri 600-2400 lines/mm; echelle astronomico 31.6 lines/mm m=80-160
Fraunhofer J 1814 ottico Munich; Rowland HA 1882 Johns Hopkins concave grating; Hecht 'Optics' 2017 Addison-Wesley; Born-Wolf 'Principles of Optics' 1999 Cambridge; Newport Diffraction Grating Handbook 2014; Horiba Diffraction Grating Catalog
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