როგორ მუშაობს პრიზმები

1600-იან წლებში ისააკ ნიუტონმა ჩაატარა მთელი რიგი ექსპერიმენტები პრიზმებთან და სინათლესთან. მან აჩვენა, რომ პრიზმებმა არა მხოლოდ გაანაწილეს სინათლე ნაცნობ ცისარტყელას ფერებში, არამედ მათ შეუძლიათ შეაერთონ. პრიზმის ჭიქა და მისი გვერდების კუთხეები ერთად მუშაობენ მომხიბლავი ოპტიკური ხელსაწყოს შესაქმნელად.

როდესაც სინათლე ჰაერიდან მინაში გადადის, ის შენელდება, ხოლო როდესაც იგი მინას დატოვებს, ის კვლავ ჩქარდება. თუ შუქი ჩაქრობის ნაცვლად მინას მიჰყავს, ის განიცდის რეფრაქციას. კუთხე, რომელზეც იგი მინას ხვდება, არ არის იგივე, რაც ის მინის შიგნით ივლის. სინათლე აღარ მოძრაობს სწორ ხაზზე, მაგრამ ზედაპირზე იკეტება. იგივე ხდება, როდესაც სინათლე პრიზმს ტოვებს - ის ისევ იხრება.

ოპტიკური პრინციპი, სახელწოდებით Snell's Law, წინასწარმეტყველებს ზუსტად როგორ ხდება ეს. სნელის კანონი ეხება იმ კუთხეებს, რომლითაც სინათლე შემოდის და ტოვებს პრიზმს და რასაც ეწოდება რეფრაქციის ინდექსი. გარდატეხის ინდექსი გვიჩვენებს, რამდენად ანელებს სინათლე შუშის ჭიქაში შესვლისას.

სინათლის სხვადასხვა ფერები, წითელიდან იისფერამდე, თითოეული ოდნავ განსხვავებული კუთხით იხრება. წითელი ყველაზე ნაკლებად იხრება, ყველაზე მეტად იისფერი. ეს იწვევს ფერების გულშემატკივარს და ხდება მკაფიო.

ის ფაქტი, რომ პრიზმას შეუძლია შუქად გაანაწილოს ფერები, ცნობილი იყო ნიუტონის წინაშე. მაგრამ ნიუტონმა იკითხა, რა მოხდებოდა, თუ ფერების ადგილმდებარეობაში მეორე პრიზმას დააყენებს. თუ მეორე პრიზმა მის ერთ ზედაპირზე ყველა ფერი დაიჭირა, მეორე მხრიდან თეთრი შუქი გამოვიდა. იგივე თვისებები, რომლებიც ფერები ერთმანეთს ავრცელებს, პირიქით მუშაობდა მათი აწყობისთვის.

ნიუტონმა ასევე ჰკითხა, თუ რა მოხდებოდა, თუ მეორე პრიზმას გამოიყენებდა მხოლოდ ერთ ფერზე. ეს სხვა ფერებში შეიშლება? მისმა ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ არა. პრიზმიდან გამოსული ფერები ფუნდამენტურია.

გარდა იმისა, რომ გარდაქმნის სინათლეს, პრიზმები კარგია სინათლის ასახვისთვისაც. თუ პრიზმს გადახედავთ და თითებში მოაქცევთ, დაინახავთ, რომ უკანა მხრიდან გარკვეული კუთხით აისახება შუქი. ამას შინაგან ასახვას უწოდებენ. ზოგიერთი პრიზმა შექმნილია რამდენიმე შიდა ამრეკლი სახისთვის. მათ შეუძლიათ აიღონ ტელესკოპის გამოსახულება, რომელიც თავდაყირა და უკანაა და დააბრუნონ ნორმალურ რეჟიმში. ამრეკლავი პრიზმები გამოიყენება პერიკოსკოპებსა და ბინოკლებში, რადგან ისინი უფრო გამძლეა ვიდრე სარკეები.