Πρίσμα Νίκολ

Το πρίσμα Νίκολ (Nicol prism) είναι ένα είδος πολωτή, δηλαδή μία οπτική διάταξη που χρησιμοποιείται για την παραγωγή πολωμένου φωτός. Είναι κατασκευασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να εκμηδενίζει με ολική ανάκλαση την τακτική ακτίνα, με αποτέλεσμα να διαδίδεται μέσα από το πρίσμα μόνο η έκτακτη ακτίνα.

Το πρίσμα Νίκολ ήταν ο πρώτος τύπος πολωτικού πρίσματος, καθώς εφευρέθηκε το 1828 από έναν Σκωτσέζο γεωλόγο και φυσικό του οποίου το όνομα φέρει: τον Γουίλιαμ Νίκολ (1770–1851). Αποτελείται από ρομβοεδρική ισλανδική κρύσταλλο (μια ποικιλία ασβεστίτη) που έχει κοπεί σε γωνία 68° ως προς τον κρυσταλλικό άξονα, μετά έχει κοπεί διαγώνια και τέλος έχει επανασυγκολληθεί όπως στο σχήμα, με χρήση στρώσεως από διαφανές βάλσαμο του Καναδά ως κόλλας.

Το μη πολωμένο φως εισέρχεται στον πρίσμα από την αριστερή πλευρά στο σχήμα και διαχωρίζεται σε δύο ορθογώνια πολωμένες, ακτίνες με διαφορετικές διευθύνσεις, εξαιτίας της διπλοθλαστικότητας του ασβεστίτη. Για την τακτική ακτίνα (o-ακτίνα) ο δείκτης διάθλασης είναι no = 1,658 στον ασβεστίτη, οπότε υφίσταται ολική εσωτερική ανάκλαση στην επιφάνεια που χωρίζει τον ασβεστίτη και τη διαφανή κόλλα, επειδή η γωνία προσπτώσεως στο στρώμα της κόλλας (δείκτης διάθλασης n = 1,55) υπερβαίνει την οριακή γωνία για τη συγκεκριμένη διεπιφάνεια. Φεύγει από την άνω πλευρά τού πρώτου μισού τού πρίσματος, με κάποια περαιτέρω διάθλαση, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Για την έκτακτη ακτίνα (e-ακτίνα), ο δείκτης διάθλασης στον ασβεστίτη είναι μικρότερος (ne = 1,486), οπότε δεν υφίσταται ολική ανάκλαση στη διεπιφάνεια, καθώς προσπίπτει σε αυτή υπό γωνία μικρότερη της οριακής. Η έκτακτη ακτίνα υφίσταται απλώς μία ελαφρά διάθλαση (κάμψη) όταν περνά από τη διεπιφάνεια στο δεύτερο μισό τού πρίσματος. Τελικώς εξέρχεται από το πρίσμα ως μία ακτίνα γραμμικά πολωμένου φωτός, υφιστάμενη μία ακόμη διάθλαση καθώς εξέρχεται από την άλλη (δεξιά στο σχήμα) πλευρά του πρίσματος. Οι δύο εξερχόμενες ακτίνες έχουν πολώσεις που σχηματίζουν ορθές γωνίες η μία με την άλλη. Η έκτακτη ακτίνα είναι αυτή που χρησιμοποιείται συνηθέστερα για παραπέρα πειραματισμό, επειδή ταξιδεύει και πάλι στην αρχική οριζόνται διεύθυνση, αν οι γωνίες του πρίσματος έχουν κοπεί με ακρίβεια. Η διεύθυνση της τακτικής ακτίνας είναι πολύ διαφορετική από την αρχική διεύθυνση του φωτός, επειδή αυτή μόνη υφίσταται ολική εσωτερική διάθλαση στη διεπιφάνεια με την κόλλα, καθώς και μία τελική διάθλαση κατά την έξοδό της από την άνω πλευρά του πρίσματος.

Τα πρίσματα Νίκολ χρησιμοποιούνταν κάποτε ευρύτατα στη μικροσκοπία και την πολωσιμετρία, και ο όρος «με χρήση διασταυρωμένων Νίκολ» (συντομογραφικά XN) αναφέρεται ακόμα για την παρατήρηση ενός δείγματος τοποθετημένου ανάμεσα σε πολωτές προσανατολισμένους κάθετα ο ένας ως προς τον άλλο. Ωστόσο, στα περισσότερα όργανα και πειραματικές διατάξεις τα πρίσματα Νίκολ έχουν αντικατασταθεί από άλλους τύπους πολωτών, όπως τα πλαστικά πολωτικά φύλλα και τα πρίσματα Glan-Thompson.

Δείτε επίσης
 Πρίσμα Glan-Thompson
 Πρίσμα Wollaston

Παραπομπές

Κατηγορία:Πόλωση
Κατηγορία:Οπτικά εξαρτήματα