Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
Przejdź do zawartości

Pryzmat

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Widmo światła białego (dziennego), uzyskane za pomocą pryzmatu szklanego równobocznego
Rozszczepienie światła białego w pryzmacie o dużej i małej dyspersji
Pryzmat rozszczepiający światło

Pryzmatbryła z materiału przezroczystego o co najmniej dwóch ścianach płaskich nachylonych do siebie pod kątem (tzw. kątem łamiącym pryzmatu).

Używany w optyce do zmiany kierunku biegu fal świetlnych, a poprzez to, że zmiana kierunku zależy od długości fali, jest używany do analizy widmowej światła. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia pozwala użyć pryzmatu jako elementu odbijającego światło[1].

Pryzmaty wykorzystywane są w produkcji wielu urządzeń optycznych, np.: lornetek, peryskopów.

Dający najszerszą tęczę pryzmat wykonany ze szkła kwarcowego ma kąt między ścianami wynoszący 62°, ze szkła crown ZN – 78°, a ze szkła flint – ok. 82°–86°[potrzebny przypis].

Szczególne rodzaje pryzmatów:

Kąt załamania w pryzmacie

[edytuj | edytuj kod]
Bieg promienia świetlnego przez pryzmat.

Kąt odchylenia promienia i dyspersji przez pryzmat można określić za pomocą prawa Snelliusa na powierzchniach pryzmatu.

Dla pryzmatu, którego obie powierzchnie stykają się z tą samą substancją oba współczynniki załamania są takie same, wprowadza się wówczas względny współczynnik załamania ośrodków n, kąt załamania promienia jest określony przez:

Jeśli kąt padania promienia na pryzmat i kąt wyjścia promienia z pryzmatu są niewielkie, to powyższy wzór można przybliżyć wzorem:

gdzie:

– kąt padania promienia padającego na pryzmat,
– kąt padania promienia wychodzącego z pryzmatu,
– kąt załamania promienia padającego na pryzmat,
– kąt załamania promienia wychodzącego z pryzmatu,
– współczynnik załamania kolejnych ośrodków przez które biegnie promień.

Minimalny kąt załamania pryzmatu

[edytuj | edytuj kod]

Promień, przechodząc przez pryzmat, ulega najmniejszemu odchyleniu, gdy kąt padania promienia na pryzmat jest równy kątowi wyjścia promienia z pryzmatu. Wówczas:

Zjawisko to ma wpływ na zjawiska optyczne w atmosferze takie jak halo i tęcza. Gdy promień świetlny, przechodząc przez kryształu lodu, przechodzi przez ścianki nachylone do siebie pod kątem 60°, to minimalne odchylenie promienia jest równe 22° i odpowiada za tworzenie się halo 22°[2]. Gdy promień przechodzi przez ścianki prostopadłe do siebie, to minimalny kąt odchylenia jest równy 46° i odpowiada za tworzenie się halo 46°[3].

Kąt graniczny całkowitego wewnętrznego odbicia

[edytuj | edytuj kod]
Całkowite wewnętrzne odbicie w pryzmacie

Jeżeli kąt padania promienia świetlnego wychodzącego z pryzmatu na płaszczyznę jest większy od kąta granicznego, to promień nie wychodzi z pryzmatu a ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu. Sytuacja ta zachodzi gdy:

lub

Jeżeli dany pryzmat ma być użyty jako równoramienny pryzmat odbiciowy, w którym światło pada prostopadle na podstawę, by zaszło w nim całkowite wewnętrzne odbicie, to kąt przy podstawie tego pryzmatu musi spełniać warunek:

Zobacz też

[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. Pryzmat, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-07-29].
  2. 22° Halo Formation. [dostęp 2012-11-04].
  3. 46° Halo Formation. [dostęp 2012-11-04].