2.1.1.1. Sơ đồ thí nghiệm
Trước hết, cần phải có một chùm sáng sao cho góc tới α phải càng đều càng tốt. Muốn vậy, ta đặt một khe có độ rộng điều chỉnh được ở ngay sát cửa sổ lối ra của đèn và tại tiêu diện vật của thấu kính tiêu cự f1.
Độ tán sắc góc của chùm tia ló lớn theo phương của khe, nhưng rất nhỏ theo phương vuông góc với khe[1]. Nếu khe thực sự song song với các vạch của cách tử thì góc tới α sẽ gần như đều và để tính toán độ lệch, có thể xem chùm tia là hoàn toàn song song. Chùm sáng truyền qua cách tử 600 vạch/mm và màn ảnh được đặt tại tiêu diện ảnh của thấu kính tiêu cự f2.
Hình 2.1. Nhiễu xạ qua cách tử của ánh sáng đèn hơi thủy ngân
Tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu sự nhiễu xạ của ánh sáng qua cách tử như Hình 2.2.
2.1.1.2. Sự tán sắc
Bây giờ, ta sẽ quan sát thấy những vạch hẹp, có màu sắc, song song với khe và song song với vạch của cách tử. Các vạch này cũng chính là những ảnh của khe. Nếu ta dùng một chắn sáng lổ tròn thay cho khe thì sẽ thấy những vết sáng tròn (ảnh của lổ chắn sáng).
Hình 2.2. Thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng qua cách tử
Vạch trung tâm rất giống với vạch mà ta sẽ quan sát được khi lấy cách tử ra, màu trắng của đèn hơi thủy ngân.
Đi ra xa vạch trung tâm, ta quan sát thấy nhóm các vạch sáng nhất theo thứ tự là: xanh lam, xanh lá cây, vàng và một nhóm thứ hai cũng tương tự như vậy nhưng các vạch trong nhóm nằm cách xa nhau hơn [1].
Khi dịch chuyển thấu kính và màn, ta quan sát thấy những nhóm vạch khác chồng lấn phủ lên nhau. Các nhóm vạch này tương ứng với các bậc nhiễu xạ nghĩa là tương ứng với các giá trị khác nhau của số nguyên n trong công thức cơ bản của cách tử.
Như vậy, cách tử là một hệ tán sắc, nó phân tích thành ánh sáng đơn sắc của ánh sáng đa sắc và sơ đồ bố trí thí nghiệm của chúng ta là một phổ kế phân ly chùm ánh sáng và có thể cho phép đo cường độ tỉ đối và bước sóng của các thành phần đó.