Πώς λειτουργούν τα πρίσματα

Το 1600, ο Isaac Newton έκανε μια σειρά πειραμάτων με πρίσματα και φως. Έδειξε ότι τα πρίσματα όχι μόνο χωρίζουν το φως στα γνωστά χρώματα του ουράνιου τόξου, αλλά μπορούν επίσης να τα ανασυνδυάσουν. Το ποτήρι ενός πρίσματος και οι γωνίες των πλευρών του συνεργάζονται για να δημιουργήσουν ένα συναρπαστικό οπτικό εργαλείο.

Όταν το φως περνά από τον αέρα στο γυαλί, επιβραδύνεται και όταν αφήνει το γυαλί, επιταχύνεται ξανά. Εάν το φως χτυπήσει το γυαλί υπό γωνία αντί για σβήσιμο, υφίσταται διάθλαση. Η γωνία με την οποία χτυπά το γυαλί δεν είναι ίδια με τη γωνία που κινείται μέσα στο γυαλί. Το φως δεν κινείται πλέον σε ευθεία γραμμή, αλλά κάμπτεται στην επιφάνεια. Το ίδιο συμβαίνει όταν το φως αφήνει το πρίσμα - κάμπτει ξανά.

Μια οπτική αρχή που ονομάζεται Snell's Law προβλέπει ακριβώς πώς συμβαίνει αυτό. Ο νόμος του Snell ασχολείται με τις γωνίες που εισέρχεται το φως και αφήνει ένα πρίσμα, και κάτι που ονομάζεται δείκτης διάθλασης. Ο δείκτης διάθλασης δείχνει πόσο ελαφρύ μειώνεται όταν μπαίνει στο ποτήρι.

Τα διαφορετικά χρώματα του φωτός, από το κόκκινο έως το ιώδες, καθένα κάμπτεται σε ελαφρώς διαφορετικές γωνίες. Το κόκκινο λυγίζει λιγότερο, το πιο βιολετί Αυτό αναγκάζει τα χρώματα να εξαφανιστούν και να γίνουν ξεχωριστά.

Το γεγονός ότι ένα πρίσμα μπορεί να σπάσει το φως σε χρώματα ήταν γνωστό πριν από τον Νεύτωνα. Αλλά ο Νεύτωνας ρώτησε τι θα συνέβαινε αν έβαζε ένα δεύτερο πρίσμα στη θέση των χρωμάτων. Εάν το δεύτερο πρίσμα πιάσει όλα τα χρώματα σε μία από τις επιφάνειές του, το άσπρο φως βγήκε από την άλλη πλευρά. Οι ίδιες ιδιότητες που διέδωσαν τα χρώματα χώρισαν αντίστροφα για να τα επανασυναρμολογήσουν.

Ο Newton ρώτησε επίσης τι θα συνέβαινε αν χρησιμοποιούσε ένα δεύτερο πρίσμα σε ένα μόνο χρώμα. Θα σπάσει σε άλλα χρώματα; Το πείραμά του έδειξε ότι δεν το έκανε. Τα χρώματα που βγαίνουν από ένα πρίσμα είναι θεμελιώδη.

Εκτός από τη διάθλαση του φωτός, τα πρίσματα είναι επίσης καλά για την ανάκλαση του φωτός. Εάν κοιτάξετε ένα πρίσμα και το γυρίσετε στα δάχτυλά σας, θα δείτε το φως να ανακλάται από την πίσω πλευρά σε ορισμένες γωνίες. Αυτό ονομάζεται εσωτερική αντανάκλαση. Ορισμένα πρίσματα έχουν σχεδιαστεί για να έχουν αρκετά εσωτερικά ανακλαστικά πρόσωπα. Μπορούν να τραβήξουν μια εικόνα τηλεσκοπίου που είναι ανάποδα και προς τα πίσω και την αναποδογυρίζουν. Τα ανακλαστικά πρίσματα χρησιμοποιούνται σε περισκόπια και κιάλια, καθώς είναι πιο ανθεκτικά από τους καθρέφτες.