Prizma (optika): razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Otvorio Prizma (optika) |
Nadopunio Prizma (optika) |
||
Redak 3:
[[datoteka:prism ray trace.svg|mini|desno|250px|Prolaz zrake svjetlosti kroz prizmu s kutom prizme ''α''. Područja 0, 1 i 2 imaju indekse loma ''n<sub>0</sub>'', ''n<sub>1</sub>'' i ''n<sub>2</sub>''. Kut ''θ’'' označuje kut nakon loma svjetlosti.]]
[[datoteka:Lom u prizmi.pdf|mini|desno|250px|[[Lom svjetlosti]] u prizmi.]]
[[datoteka:Nicolova prizma 1.png|mini|desno|250px|Nicolova prizma: 1. nepolarizirana zraka, 2. islandski [[dvolomac]], 3. kanadski balzam, 4. ekstraordinarna zraka, 5. potpuno [[polarizacija|polarizirana]] (ordinarna) zraka.]]▼
[[datoteka:Prism rainbow schema.png|mini|desno|250px|[[Disperzija (optika)|Disperzija]] kod optičke prizme uzrokuje da se bijela [[svjetlost]] razloži na [[Spektar (boja)|dugine boje]].]]
'''Prizma''' ili '''optička prizma''', u [[optika|optici]], je obično trostrana prizma, od [[staklo|stakla]] ili nekoga drugoga prozirnog [[materijal]]a. <ref> '''prizma''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=50486] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref> Kada zraka [[Monokromator|monokromatske]] svjetlosti padne na jednu plohu trostrane prizme, ona se [[Refrakcija|lomi]] pri ulazu i pri izlazu iz prizme. [[Kut]] za koji zraka skrene iz svoga prvotnoga smjera, prošavši kroz prizmu, naziva se kut devijacije ''θ'', a ovisi o kutu prizme ''α'' i o [[Indeks loma|indeksu loma]] ''n'' materijala od kojega je prizma načinjena. [[Mjerenje]]m kuta devijacije i pripadnoga kuta prizme može se izračunati indeks loma materijala prizme. Kut devijacije ovisi i o kutu upadanja zrake. On je najmanji ''θ<sub>min</sub>'' kada zraka prolazi kroz prizmu simetrično. Za prizmu prikazano desno vrijedi:
Line 16 ⟶ 18:
gdje je ''n'' - [[indeks loma]] materijala prizme. Budući da kut devijacije ovisi o indeksu loma, a indeks loma o [[valna duljina|valnoj duljini]] [[svjetlost]]i, prizmom se može svjetlost rastaviti na komponente i tako dobiti [[disperzija (optika)|disperzija svjetlosti]]. To svojstvo prizme iskorištava se za dobivanje [[Spektar (fizika)|spektara]] kod [[Spektroskopija|spektroskopskih instrumenata]]. Prizma za totalnu refleksiju trostrana je pravokutna prizma kojom se, zbog totalne [[refleksija|refleksije]], može zraka svjetlosti zakrenuti za 90° ili vratiti natrag i preokrenuti. Te se prizme upotrebljavaju kod mnogih optičkih instrumenata (na primjer Nicolova prizma).
==
Optička prizma je prozirno [[staklo|stakleno]] tijelo, omeđeno s dvije ravnine koje se sijeku pod oštrim kutom, koji se zove lomni kut prizme ''ρ''. Zraka se lomi kod ulaza u prizmu u točki A i kod izlaza iz prizme u točki B. U točki A zraka se otklonila od prvobitnog smjera za kut ''δ<sub>1</sub> = α<sub>1</sub> - β<sub>1</sub>''. U točki B za kut ''δ<sub>2</sub> = α<sub>2</sub> - β<sub>2</sub>'', pa je ukupni otklon ili [[devijacija]] zrake svjetlosti od svoga prvobitnog smjera:
:<math> \delta = \delta_1 + \delta_2 = (\alpha_1 - \beta_1) + (\alpha_2 - \beta_2) </math>
Kako je zbroj kutova u trokutu 180°:
:<math> (90^\circ - \beta_1) + (90^\circ - \alpha_2) + \rho = 180^\circ </math>
a odatle je:
:<math> \rho = \alpha_2 + \beta_1 </math>
Uvrstimo li to u izraz za devijaciju, dobit ćemo:
:<math> \delta = \alpha_1 + \beta_2 - \rho </math>
Devijacija će biti najmanja kada zraka svjetlosti bude simetrično prolazila kroz prizmu, to je kad bude ''α<sub>1</sub> = β<sub>2</sub>''. Ako je lomni kut ''ρ'' malen, imamo tanku prizmu, pa su i svi ostali kutovi maleni. Stoga u izrazu za indeks loma možemo sinuse zamijeniti samim kutovima, to jest:
:<math> n = \frac{\sin\alpha_1}{\sin\beta_1} = \frac{\alpha_1}{\beta_1} </math>
:<math> n = \frac{\sin\beta_2}{\sin\alpha_2} = \frac{\beta_2}{\alpha_2} </math>
pa je:
:<math> \alpha_1 = n \cdot \beta_1 </math>
:<math> \beta_2 = n \cdot \alpha_2 </math>
Uvrstimo li to u izraz za devijaciju:
:<math> \delta = n \cdot \beta_1 + n \cdot \alpha_2 - \rho </math>
:<math> \delta = n \cdot (\alpha_2 + \beta_1) - \rho </math>
ili, jer je:
:<math> \rho = \alpha_2 + \beta_1 </math>
dobivamo:
:<math> \delta = n \cdot \rho - \rho </math>
:<math> \delta = (n - 1) \cdot \rho </math>
'''Odatle vidimo da je devijacija kod prizme to veća što je veći indeks loma i lomni kut prizme. Zraka iz prizme izlazi otklonjena prema debljem kraju za kut devijacije.''' <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
== Nicolova prizma ==
▲[[datoteka:Nicolova prizma 1.png|mini|desno|250px|Nicolova prizma: 1. nepolarizirana zraka, 2. islandski [[dvolomac]], 3. kanadski balzam, 4. ekstraordinarna zraka, 5. potpuno [[polarizacija|polarizirana]] (ordinarna) zraka.]]
'''Nicolova prizma''' je jedna od najpoznatijih naprava za stvaranje linearno [[polarizacija|polarizirane]] svjetlosti. Upotrebljava se kao polarizator i analizator. Sastoji se od dvaju komada kristala [[Dvolom |islandskoga dvolomca]], zalijepljenih kanadskim balzamom u obliku romboedarske prizme. Nepolarizirana zraka svjetlosti koja padne na brid Nicolove prizme dvostruko se lomi te daje ordinarnu i ekstraordinarnu zraku. Za ordinarnu je zraku indeks loma islandskoga dvolomca 1,658, a za ekstraordinarnu 1,486. Indeks loma kanadskoga balzama za obje je zrake jednak, i to 1,53 (za žutu [[natrij]]evu svjetlost). Ordinarna zraka koja na spojnicu od kanadskoga balzama dolazi pod kutom većim od kritičnoga totalno se reflektira, a ekstraordinarna zraka prolazi gotovo nesmetano kroz prizmu. Rezultat je da je izlazna zraka potpuno polarizirana. Taj sustav prizmi konstruirao je škotski fizičar William Nicol (1768. – 1851.). Modifikacije Nicolove prizme upotrebljavaju se i za druge, specijalne svrhe. <ref> '''Nicolova prizma''', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=43714] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>
| |||