稜鏡

稜鏡,在 光學中是一種透明的光學元件,拋光與平坦的表面能 折射光線。正確的表面角度取決於應用上的需求,傳統的幾何形狀是以三角型為基礎長方形為邊的 三稜柱。在口頭上提到稜鏡時,通常都是指這種類型,但許多光學稜鏡都不是這種形狀的稜鏡。只要是對 波長透明的材料都可以用來製造稜鏡,但傳統上和外觀上看都是以 玻璃來製作。

稜鏡可以將光線分裂成原來的成分,也就是 光譜(在 彩虹中的顏色),也可以用來 反射或分裂成不同的 偏振光

原理

光從一個介質移動到另一個介質時(例如,從空氣到玻璃的稜鏡), 速度會改變。結果是,光的路徑被彎曲,並且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改變和反射的比率由兩個介質相互的 折射率來決定。多數介質的折射率與光的 波長或光的顏色有關,當由稜鏡表面折射時,由於 色散作用導致不同程度的顏色分離。

艾薩克·牛頓是第一個注意到稜鏡將無色的光分裂出顏色的科學家。牛頓安置了第二個稜鏡讓分裂出顏色後的光線穿過,但是光的顏色不會再改變,因此他認為稜鏡能分離顏色。他也利用透鏡和第二個稜鏡將彩虹重組成白光。這個實驗在 科學革命期間成為新科學方法很有名的一個例子。這個實驗的結果顯然改變了 形而上學,導致 約翰·洛克 primary vs secondary quality distinction的崛起。

有時僅利用稜鏡的表面反射而不是色散,如果在稜鏡內部的光線抵達表面時的角度是陡峭的,便會產生 全反射,所有的光線都會被反射回內部。這使稜鏡在一些需要的情況下可以取代 鏡子的作用。

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