thumb|Widmo światła białego (dziennego), uzyskane za pomocą pryzmatu szklanego równobocznego thumb|Rozszczepienie światła białego w pryzmacie o dużej i małej dyspersji thumb|Pryzmat rozszczepiający światło
Pryzmat – bryła z materiału przezroczystego o co najmniej dwóch ścianach płaskich nachylonych do siebie pod kątem (tzw. kątem łamiącym pryzmatu).
Używany w optyce do zmiany kierunku biegu fal świetlnych, a poprzez to, że zmiana kierunku zależy od długości fali, jest używany do analizy widmowej światła. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia pozwala użyć pryzmatu jako elementu odbijającego światło.
Pryzmaty wykorzystywane są w produkcji wielu urządzeń optycznych, np.: lornetek, peryskopów.
Dający najszerszą tęczę pryzmat wykonany ze szkła kwarcowego ma kąt między ścianami wynoszący 62°, ze szkła crown ZN – 78°, a ze szkła flint – ok. 82°–86°.
Szczególne rodzaje pryzmatów: pryzmat pentagonalny pryzmat Nicola pryzmat Wollastona
Kąt załamania w pryzmacie thumb|300px|Bieg promienia świetlnego przez pryzmat. Kąt odchylenia promienia i dyspersji przez pryzmat można określić za pomocą prawa Snelliusa na powierzchniach pryzmatu.
Dla pryzmatu, którego obie powierzchnie stykają się z tą samą substancją oba współczynniki załamania są takie same, wprowadza się wówczas względny współczynnik załamania ośrodków n, kąt załamania promienia jest określony przez:
Jeśli kąt padania promienia na pryzmat i kąt wyjścia promienia z pryzmatu są niewielkie, to powyższy wzór można przybliżyć wzorem:
gdzie: – kąt padania promienia padającego na pryzmat, – kąt padania promienia wychodzącego z pryzmatu, – kąt załamania promienia padającego na pryzmat, – kąt załamania promienia wychodzącego z pryzmatu, – współczynnik załamania kolejnych ośrodków przez które biegnie promień.
Minimalny kąt załamania pryzmatu Promień, przechodząc przez pryzmat, ulega najmniejszemu odchyleniu, gdy kąt padania promienia na pryzmat jest równy kątowi wyjścia promienia z pryzmatu. Wówczas:
Zjawisko to ma wpływ na zjawiska optyczne w atmosferze takie jak halo i tęcza. Gdy promień świetlny, przechodząc przez kryształy lodu, przechodzi przez ścianki nachylone do siebie pod kątem 60°, to minimalne odchylenie promienia jest równe 22° i odpowiada za tworzenie się halo 22°. Gdy promień przechodzi przez ścianki prostopadłe do siebie, to minimalny kąt odchylenia jest równy 46° i odpowiada za tworzenie się halo 46°.
Kąt graniczny całkowitego wewnętrznego odbicia thumb|Całkowite wewnętrzne odbicie w pryzmacie Jeżeli kąt padania promienia świetlnego wychodzącego z pryzmatu na płaszczyznę jest większy od kąta granicznego, to promień nie wychodzi z pryzmatu a ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu. Sytuacja ta zachodzi gdy:
lub
Jeżeli dany pryzmat ma być użyty jako równoramienny pryzmat odbiciowy, w którym światło pada prostopadle na podstawę, by zaszło w nim całkowite wewnętrzne odbicie, to kąt przy podstawie tego pryzmatu musi spełniać warunek:
Zobacz też
rozszczepienie światła siatka dyfrakcyjna tęcza urządzenie optyczne węgielnica pryzmatyczna
Przypisy