Призма (оптика)
Цей термін має також інші значення див. Призма.
Призма - оптичний елемент із прозорого матеріалу (наприклад, оптичного скла) в формі геометричного тіла - призми. має плоскі поліровані грані, через які входить і виходить світло. Світло в призмі заломлюється. Найважливішою характеристикою призми є показник заломлення матеріалу, з якого вона виготовлена.
Шлях променів в трикутній призмі
Шлях променів в трикутній призмі
Найпростішим типом призми є трикутна призма, тобто тіло, яке представляє собою геометричну фігуру призма з двома трикутними підставами і трьома бічними гранями у формі прямокутників.
На малюнку показано перетин трикутної призми площиною, паралельною її підстав. Позначення: δ - кут відхилення, ω - заломлює кут [1] призми, α 1. β 2, \ beta _> - кути падіння, відповідно, входить через бічну грань призми променя і променя, що виходить через іншу її бічну грань, β 1 . α 2, \ alpha _> - кути заломлення цих двох променів відповідно. На даному малюнку матеріал призми - оптично більш щільне середовище, ніж її оточення, оскільки кут падіння вхідного променя більше його кута заломлення. Тобто відносний показник заломлення цього матеріалу - більше одиниці, позначимо його n. Найпростіша формула для кута відхилення виходить, якщо припустити, що заломлює кут призми і кут падіння вхідного променя малі [2]. Тоді буде малий і кут α 2>. а значить, малі будуть і кути β 1. β 2, \ beta _>. Згідно із законом заломлення світла:
α 1 ≈ sin α 1 = n ⋅ sin β 1 ≈ n ⋅ β 1. \ approx \ sin \ alpha _ = n \ cdot \ sin \ beta _ \ approx n \ cdot \ beta _,> α 2 ≈ sin α 2 = n ⋅ sin β 2 ≈ n ⋅ β 2 \ approx \ sin \ alpha _ = n \ cdot \ sin \ beta _ \ approx n \ cdot \ beta _>
π - δ + π - ω + α 1 + α 2 = 2 π. + \ Alpha _ = 2 \ pi,> δ = α 1 + α 2 - ω ≈ n ⋅ (β 1 + β 2) - ω = n ⋅ ω - ω = (n - 1) ⋅ ω + \ alpha _- \ omega \ approx n \ cdot (\ beta _ + \ beta _) - \ omega = n \ cdot \ omega - \ omega = (n-1) \ cdot \ omega>
Таким чином, при малому куті падіння вхідного променя маємо наближену формулу для кута відхилення:
Ця формула важлива ще й тому, що з її допомогою можна вивести залежність фокусної відстані тонкої лінзи від радіусів її поверхонь, при цьому тонка лінза замінюється трикутною призмою і застосовується формула для кута відхилення [3].
У разі довільних заломлюючого кута призми і кута падіння вхідного променя, і якщо абсолютний показник заломлення матеріалу призми дорівнює n 2>. а її оточення - n 1>. подібними міркуваннями можна отримати формулу [4]:
дисперсійні призми
Дисперсійні призми використовують в спектральних приладах для просторового розділення випромінювань різних довжин хвиль.
- Проста тригранна призма
- Призма Броунинга-Резерфорда
- Дисперсійна призма Аббе
- Призма Амічі (призма прямого зору)
- Призма Літтрова
- Призма Корню
- Призма Пеллін-Брока
відбивні призми
Відбивні призми використовують для зміни ходу променів, зміни напрямку оптичної осі, зміни напрямку лінії візування, для зменшення габаритних розмірів приладів. Класифікуються відбивні призми з кількох ознаками:
- кількості відображень в призмі
- наявністю або відсутністю «даху»
- характером конструкції призми
- розі зламу оптичної осі
Також, особливу нішу серед відбивних призм займають складові призми, - що складаються з декількох частин, розділених повітряними проміжками. Деякі широко поширені призми отримали власні імена.
Назва призми позначається двома або трьома буквами і числом, записаним через дефіс. Перша літера означає кількість відбивних граней (відображень) в призмі. ( «А» - одна, «Б» - дві, «В» - три і т. Д.). «Дах», умовно, вважається однією гранню і для її позначення ставлять індекс «до» після першої літери. (Наприклад, Ак, Бк), що залишилася буква вказує характер конструкції. ( «Р» - рівнобедрена, «П» - пентапрізма, «У» - полупентапрізма, «С» - ромбічна, «М» - далекомірного типу, «Л» - призма Лемана). Цифри, записані через дефіс вказують кут зламу оптичної осі. (0 °, 90 °, 180 °). Наприклад, «ВКР-45 °» - рівнобедрена призма з трьома відбивними гранями і дахом, зі зламом осі на 45 °.
Складові призми вказуються за їх власними іменами і кутах зламу осі. Наприклад, «А-0 °» - Призма Аббе, «Бк-90 °» - черевична призма з дахом, «К-0 °» - призма-куб.