Pryzmat
![]() | Ten artykuł dotyczy zagadnienia z dziedziny optyki. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa. |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/78/Widmo_uzyskane_za_pomoc%C4%85_pryzmatu_szklanego_r%C3%B3wnobocznego.jpg/220px-Widmo_uzyskane_za_pomoc%C4%85_pryzmatu_szklanego_r%C3%B3wnobocznego.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ef/Prisms_with_high_and_low_dispersion.png/220px-Prisms_with_high_and_low_dispersion.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/Light_dispersion_conceptual_waves.gif/220px-Light_dispersion_conceptual_waves.gif)
Pryzmat – bryła 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:
- pryzmat pentagonalny
- pryzmat Nicola
- pryzmat Wollastona
Kąt załamania w pryzmacie
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6f/Lom_hranol.svg/300px-Lom_hranol.svg.png)
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
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
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Porro-prism.png/220px-Porro-prism.png)
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
![]() | Zobacz multimedia związane z tematem: Pryzmat |
Przypisy
- NDL: 00569221
- PWN: 3963133
- Britannica: topic/prism-crystallography, technology/prism-optics