由观察多缝的夫琅和费衍射图样的实验装置，可以得到当衍射角为 q时相邻两缝的光程差为  

由振动的迭加规律可知，当θ满足  

时，所有的缝发出的光到达 P 点时都将是同相的。它们将发生相长干涉而在q方向形成明条纹。值得注意的是此时在P点光的合振幅应是来自一条缝光的振幅的N倍，而合光强将是来自一条缝的光强的N²倍。上式称为光栅方程，它表明主极大的位置与缝数N无关。用光栅作为分光元件，可以得到光栅光谱。利用公式可以确定光谱主极大的位置。如果是复色光入射，由于各成分光的波长l不同，除中央0级条纹外，各成分光的其它同级条纹将在不同的衍射角出现。

光栅衍射

表征光栅分光特性的两个重要物理量是角色散率和分辨本领。角色散率D是两条谱线衍射角之差Dq与两条谱线波长之差的比，即

光栅的分辨本领则可根据瑞利判据得出可以分辨的最小波长差为

如果定义波长的分辨本领为

，

则光栅的分辨本领由极次k和总缝数N决定。