Par réfraction, avec un prisme
Les premiers spectrographes utilisaient des prismes de verre pour disperser (séparer) les différentes couleurs présentes dans la lumière blanche.
On utilise ici le principe de la réfraction (comme dans les gouttes de pluie), qui dit que la vitesse de propagation de la lumière est plus lente dans un milieu que dans le vide. Et cette vitesse varie directement avec la longueur d'onde de la lumière. La lumière bleue voyage plus lentement dans le verre que la lumière rouge et elle est donc plus fortement deviée.
Le principal inconvénient d'un prisme est que la dispersion varie directement avec la longueur d'onde et les spectres sont comprimés dans le rouge par rapport au bleu. Et cette compression varie comme le cube de la longueur d'onde.
Par diffraction, avec un réseau
C'est seulement après la 2ème guerre modiale que les premiers bons réseaux à diffraction ont été commercialement disponibles en France.
Ces réseaux sont des blocs de verre d'une dizaine de centimètres de long dans lequels on a gravé à la machine un très grand nombre de fines rayures toutes parallèles. On a couramment entre 300 et 1200 traits par millimètre.
Quand un réseau est illuminé, le principe de diffraction dit que ces rayures agiront toutes comme des sources indépendantes, et il y aura interférence entre la lumière émise par ces sources. Dans certaines directions l'interférence sera constructive et la lumière sera renvoyée par le réseau dans ces directions et dans d'autres l'interférence sera destructive et il n'y aura pas de lumière renvoyée. La lumière est donc renvoyée dans des directions préférentielles : on les appelle les ordres. Ce phenomène d'interférence variant avec la longueur d'onde, la lumière sera donc dispersée à l'intérieur d'un ordre.
Le principal avantage des réseaux est que la dispersion est constante dans un ordre, mais augmente d'un ordre au suivant. On sait aussi diriger la lumière diffractée préférentiellement dans un ordre donné en donnant une forme spéciale aux rayures. On dit alors que le réseau est blazé pour cet ordre.
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