Как работят призмите

През 1600-те години Исак Нютон прави поредица от експерименти с призми и светлина. Той показа, че призмите не само разделят светлината на познатите дъгови цветове, но могат и да ги комбинират. Стъклото на една призма и ъглите на нейните страни работят заедно, за да направят завладяващ оптичен инструмент.

Когато светлината преминава от въздуха в стъкло, тя се забавя, а когато напусне стъклото, отново се ускорява. Ако светлината удари стъклото под ъгъл, вместо да умре, тя претърпява пречупване. Ъгълът, под който се удря в стъклото, не е същият като ъгъла, който преминава вътре в стъклото. Светлината вече не се движи по права линия, а се огъва на повърхността. Същото се случва, когато светлината напусне призмата - тя отново се огъва.

Оптичен принцип, наречен закон на Snell’s, предсказва как точно се случва това. Законът на Snell’s се занимава с ъглите, които светлината навлиза и напуска призма, и нещо, наречено индекс на пречупване. Индексът на пречупване показва колко светлина се забавя, когато влезе в стъклото.

Различните цветове на светлината, от червено до виолетово, се огъват под малко различни ъгли. Червеното се огъва най-малко, най-виолетовото. Това кара цветовете да се раздуха и да станат отчетливи.

Фактът, че една призма може да раздели светлината на цветове, е бил известен преди Нютон. Но Нютон попита какво ще се случи, ако постави втора призма в разположението на цветовете. Ако втората призма улови всички цветове на една от нейните повърхности, от другата страна излиза бяла светлина. Същите свойства, които разпръскват цветовете, работят обратно, за да ги сглобят отново.

Нютон също попита какво ще се случи, ако използва втора призма само за един цвят. Би ли пробил в други цветове? Неговият експеримент показа, че не е така. Цветовете, излизащи от една призма, са основополагащи.

Освен че пречупват светлината, призмите са добри и за отразяване на светлината. Ако погледнете в призма и я завъртите в пръстите си, ще видите светлина, отразена от задната страна под определени ъгли. Това се нарича вътрешно отражение. Някои призми са проектирани да имат няколко вътрешни отразяващи лица. Те могат да направят изображение от телескоп, което е обърнато надолу и назад, и да го обърнат обратно към нормалното. Отразяващи призми се използват в перископи и бинокли, тъй като са по-трайни от огледалата.