3.4. Оптичні призми є складовою частиною оптичних систем.

Вони виготовляються з матеріалів, які є прозорими для електромагнітних хвиль оптичного діапазону, а їх зовнішній вигляд досить часто не відповідає математичному поняттю призми.

Спектральні призми просторово розділяють електромагнітні хвилі за довжиною хвилі. Таке розділення білого світла на монохроматичні складові є результатом явища дисперсії. Для видимого діапазону такі призми виготовляють із скла, для ультрафіолетової області – із кварцу, для інфрачервоної області – із фтористого літію, хлористого магнію.

1) тригранна призма (мал. 3.11). Бокові грані цієї призми утворюють між собою кут g, який називають заломлюючим кутом. Для призм цього класу він дорівнює . Якщо на призму падає біле світло, то поза призмою спостерігається спектр. Спектром називають залежність інтенсивності світла від довжини (частоти) хвилі.

2) призма Аббе. Для цієї призми розкладання білого світла на спектр супроводжується відхилом світлового пучка на кут (мал. 3.12). Призма складається з двох прямокутних призм із заломлюючим кутом та рівнобедреної, прямокутної, відбиваючої призми із заломлюючим кутом .

Показники заломлення призм є однаковими ;

3) призма Амічі є призмою прямого ходу (мал. 3.13). Вона складається із трьох або більшої кількості прямокутних призм. Бокові призми виготовляються із скла (крон) з меншим показником заломлення , а центральна призма із скла (флінт) з більшим показником заломлення ().

Мал. 3.13. Призма Амічі

Середній промінь спектра проходить призму Амічі без відхилу, а інші промені, що мають більшу або меншу довжину хвилі, відхиляються від середнього променя по обидві сторони.

Відбиваючі призми використовують для зміни напрямку поширення світлового пучка, зменшення геометричних розмірів оптичних приладів, повернення зображення предметів. На відміну від спектральних призм відбиваючі призми просторово не розділяють світлові промені в залежності від довжини хвилі. Відбивання світлових променів від граней призми є повним внутрішнім відбиванням, тобто грані призми перетворюються на ніби дзеркальні. Існує залежність між кількістю відбиваючих граней й повертанням зображення предмету: якщо відбивання світлових променів відбувається в однієї площині, то призма з парною кількістю відбиваючих граней дає пряме зображення предмету; призма з непарною кількістю відбиваючих граней дає обернене зображення предмету. Для різних ділянок оптичного діапазону відбиваючі призми виготовляють з тих самих матеріалів, що й спектральні призми. Розглянемо деякі типи відбиваючих призм:

1) тригранна прямокутна рівнобедрена призма може відбивати світлові промені як від гіпотенузи (мал. 3.14,а), так й від катетів (мал. 3.14,б). У випадку (а) вона змінює напрям ходу променів на кут й повертає зображення предмета (одна відбиваюча грань). У випадку (б) вона змінює напрям ходу променів на кут , але зображення залишається прямим (дві відбиваючих грані);

а) б)

Мал. 3.14. Тригранна прямокутна рівнобедрена призма

2) прима Дове є призмою прямого зору (мал. 3.15). Вона зберігає напрям ходу світлових променів й повертає зображення предмета (одна відбиваюча грань);

Мал. 3.15. Призма Дове

3) призма ромб (мал. 3.16) зберігає напрям ходу світлових променів й дає пряме зображення предмета (дві відбиваючих грані);

4) пентапризма (мал. 3.17) змінює напрям ходу променів на кут й дає пряме зображення предмета (дві відбиваючих грані).

Мал. 3.17. Пентапризма