Optična prizma

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Lom žarkov na optični prizmi.
Odklon žarka od prvotne smeri je označen z  \delta \!.
Prikazana sta samo žarka rdeče in modre svetlobe.

Optična prizma je sestavni del nekaterih optičnih naprav, ki je narejen iz prozornega materiala (n. pr. stekla) v obliki prizme (pogosto tristrane), ki ima gladke in polirane površine. Svetloba, ki pada na optično prizmo se lomi in zaradi različnih lomnih količnikov za posamezne valovne dolžine pri izstopu iz prizme dobimo svetlobo vseh barv iz barvnega spektra (mavrica).

Zgled tristrane optične prizme.

Optične prizme uporabljamo za

  • razklon bele svetlobe v osnovne spektralne barve (disperzijske prizme)
  • odboj svetlobe (odbojne prizme)
  • razdelitev svetlobe na komponente z različno polarizacijo (polarizacijske prizme)

Na sliki (glej desno) z uporabo nekaterih pravil o kotih v trikotniku na zelo enostaven način dobimo za kot odklona žarka:

 \delta = ( \alpha_1 - \beta_1) + ( \alpha_2 - \beta_2 ) \!\, .

Zaradi tega velja tudi, da je odklona žarka enak

 \delta = \alpha_1 + \alpha_2 - \gamma \!\, .

Ker po lomnem zakonu velja  \sin \alpha_1 = n \sin \beta_1 \! (predpostavimo, da je optična prizma na zraku, ki ima lomni količnik  n  \approx 1 \!), dobimo pri poljuben vpadnem kotu  \alpha_1 \! za velikost odklona žarka

 \delta = \alpha_1 + \arcsin (\sin \gamma . \sqrt {n^2 - \sin^2 \alpha_1} - \cos \gamma. \sin \alpha_1) \!\, .

Velja tudi pravilo, da je najmanjši odklon takrat, ko je vpadni kot  \alpha_1 \! enak izhodnemu kotu  \alpha_2 \!. Iz tega na enostaven način dobimo, da je minimalni kot odklona žarka enak

 \delta_{min} = 2. \arcsin (n . \sin \frac {\gamma} {2} ) - \gamma \!\, .

Vrste optičnih prizem[uredi | uredi kodo]

Disperzijske prizme se uporabljajo za razklon svetlobe na spektralne barve. Vstopna svetloba je običajno sestavljena iz različnih frekvenc. Vsaka od frekvenc se lomi drugače in pri izstopu iz prizme dobimo celoten spekter vpadajoče svetlobe:

Odbojne prizme služijo za odboj svetlobe v binokularjih in nekaterih drugih optičnih napravah:

Polarizacijske prizme razdelijo vpadajočo svetlobo na posamezne komponente z različno polarizacijo:

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]