Πρίσμα (οπτική)

Στην Οπτική πρίσμα χαρακτηρίζεται οποιοδήποτε διαφανές στερεό σώμα από ομοιογενές ισότροπο υλικό στο οποίο μια διερχόμενη ακτίνα λευκού φωτός μέσω αυτού αναλύεται στο φάσμα της.

Το διαφανές αυτό σώμα, πρίσμα, αναλύει τη φωτεινή δέσμη λευκού φωτός στα χρώματα του φάσματός της, διαχωρίζοντας αυτά ανάλογα του μήκους κύματος εκάστου. Το γυάλινο πρίσμα διαθλά κάθε μήκος κύματος σε ορισμένη γωνία είτε διερχόμενο το φως από τον αέρα σ΄ αυτό είτε αντίστροφα, εξερχόμενο απ΄ αυτό στον αέρα.

 Κατά τη διέλευση φωτεινής δέσμης μέσα από πρίσμα παρατηρούνται τρία οπτικά φαινόμενα: ανάκλαση, διάθλαση και ανάλυση φωτός.

Με την τοποθέτηση δύο πρισμάτων στην αυτή διεύθυνση της φωτεινής δέσμης επιτυγχάνεται επανασύνθεση των χρωμάτων, δηλαδή του φάσματος, σε δέσμη λευκού φωτός.

 Χαρακτηριστικά πρίσματος 
Το πρίσμα κατά την οπτική περιορίζεται ως σώμα σε δύο επίπεδα μη παράλληλα μεταξύ τους που καλούνται έδρες πρίσματος και η τομή τους ακμή του πρίσματος ή διαθλαστική ακμή, ενώ η γωνία της δίεδρης που σχηματίζεται από τις έδρες διαθλαστική γωνία. Κάθε δε τομή του πρίσματος από κάθετο επίπεδο στην ακμή του ονομάζεται κύρια τομή του πρίσματος. Εξ ολοκλήρου το πρίσμα λαμβάνεται ως διαφανές σώμα από ομογενές και ισότροπο υλικό.

 Πορεία φωτεινών ακτίνων 
Δίπλα, στο κλασικό διάγραμμα πορείας ακτίνων πρισματικής διάθλασης, βλέπουμε τη κύρια τομή ενός πρίσματος, θλαστικότερου από το περιβάλλον μέσο με διαθλαστική γωνία έστω Α, με σχετικό δείκτη διάθλασης (δ.δ.), ως προς το περιβάλλον μέσο, έστω n. Στην αριστερή έδρα (ΑΒ), και στο σημείο (Π) προσπίπτει μια μονοχρωματική ακτίνα υπό γωνία (α). Η ακτίνα αυτή διαθλάται και σχηματίζει με τη κάθετη, γωνία διάθλασης (β), συνεχίζοντας ευθύγραμμα φθάνει στην άλλη έδρα (ΑΓ), με γωνία πρόσπτωσης (γ), (μετρούμενη πάντα από την κάθετο προς την έδρα), οπότε διαθλάται και αναδύεται με γωνία (δ), στο σημείο (Ρ).

1. Από τη διάθλαση στο σημείο Π έχουμε τη σχέση: ημα/ημβ = n (εξίσωση 1η),
2. Από τη διάθλαση στο σημείο Ρ έχουμε τη σχέση: ημγ/ημδ = 1/n όπου ημδ/ημγ = n (εξίσωση 2η)
3. Από τις προεκτάσεις των καθέτων και των ακτίνων πρόσπτωσης - εκτροπής βρίσκεται ότι η διαθλαστική γωνία (Α) του πρίσματος ισούται με το άθροισμα των γωνιών διάθλασης (β), και πρόσπτωσης (γ), δηλαδή: Α = β + γ. (εξίσωση 3η)
4. Από τα παραπάνω διαπιστώνεται ότι η γωνία εκτροπής (ε) ισούται με το άθροισμα των εξωτερικών γωνιών της αρχικής πρόσπτωσης (α) και ανάδυσης (δ) αφαιρουμένης της διαθλαστικής γωνίας Α, δηλαδή: ε = α + δ - Α (εξίσωση 4η)

 Και οι τέσσερις παραπάνω εξισώσεις (σχέσεις) ισχύουν σε όλα τα πρίσματα, έστω κι αν το περιβάλλον μέσο είναι θλαστικότερο αυτών.

 Νόμοι των πρισμάτων 
 Η γωνία εκτροπής αυξάνει ανάλογα με τη διαθλαστική γωνία του πρίσματος, εφόσον η γωνία πρόσπτωσης, ο δείκτης διάθλασης, καθώς και η συχνότητα του φωτός, μένουν σταθερά.
 Η γωνία εκτροπής αυξάνει ανάλογα με τον δείκτη διάθλασης του υλικού του πρίσματος, όταν αυτός είναι μεγαλύτερος της μονάδας, και βεβαίως όταν η διαθλαστική γωνία, η γωνία πρόσπτωσης, καθώς και η συχνότητα του φωτός διατηρούνται σταθερά..
 Η γωνία εκτροπής μεταβάλλεται σε κάθε μεταβολή της γωνίας πρόσπτωσης, αποκτώντας ελάχιστη τιμή (εm) όταν β = γ. 

 Χρήσεις πρισμάτων 
Συνήθεις χρήσεις των πρισμάτων γίνεται σε περιπτώσεις ανάγκης απόκλισης φωτεινών δεσμών, στη φασματοσκοπία, σε όλα σχεδόν τα οπτικά όργανα κυρίως για ανορθώσεις ανεστραμένων ειδώλων, καθώς και σε περιπτώσεις λήψης πολωμένου φωτός, ειδικά με τα πρίσματα Νίκολ.

 Δείτε επίσης 

 Διάθλαση
 Πρίσμα ολικής ανάκλασης
 Ανάδυση ακτίνας
 Πρισματικός συντελεστής, (ναυπηγικός όρος).

Κατηγορία:Οπτικά εξαρτήματα
Κατηγορία:Γεωμετρική οπτική