trojúhelníkový hranol, rozptylující světlo; vlny zobrazené pro ilustraci rozdílných vlnových délek světla. (Kliknutím zobrazíte animaci)
světlo mění rychlost, jak se pohybuje z jednoho média na druhé (například ze vzduchu do sklenice hranolu). Tato změna rychlosti způsobuje lámání světla a vstup nového média pod jiným úhlem (Huygensův princip)., Stupeň ohybu dráhy světla závisí na úhlu, který dopadající paprsek světla vytváří s povrchem, a na poměru mezi indexy lomu obou médií (Snellův zákon). Index lomu mnoha materiálů (jako je sklo) se mění s vlnovou délkou nebo barvou použitého světla, což je jev známý jako disperze. To způsobuje, že světlo různých barev se lomí jinak a ponechává hranol v různých úhlech a vytváří efekt podobný duhu. To lze použít k oddělení paprsku bílého světla do jeho základního spektra barev., Podobné oddělení se děje s duhovými materiály, jako je mýdlová bublina. Hranoly obecně rozptýlí světlo na mnohem větší frekvenční šířku pásma než difrakční mřížky, což je činí užitečnými pro širokospektrální spektroskopii. Hranoly navíc netrpí komplikacemi vyplývajícími z překrývajících se spektrálních řádů, které mají všechny rošty.
hranoly se někdy používají spíše pro vnitřní odraz na površích než pro disperzi., Pokud světlo uvnitř hranolu zasáhne jeden z povrchů v dostatečně strmém úhlu, dojde k celkovému vnitřnímu odrazu a odrazí se veškeré světlo. To dělá hranol užitečnou náhradou za zrcadlo v některých situacích.
Odchylka úhel a rozptyl
Paprsek úhel odchylka a rozptyl prizmatem lze určit sledováním vzorku ray přes prvek a pomocí Snellova zákonu na každém rozhraní., Pro prism je vidět na obrázku vpravo, vyznačené úhly jsou dané tím,
θ 0 ‚= arcsin ( n 0 n 1 sin θ 0 ) θ 1 = α − θ 0 ‚θ 1‘ = arcsin ( n 1 n 2 sin θ 1 ) θ 2 = θ 1 ‚ − α {\displaystyle {\begin{aligned}\theta ‚_{0}&=\,{\text{arcsin}}{\Big (}{\frac {n_{0}}{n_{1}}}\,\sin \theta _{0}{\Big )}\\\theta _{1}&=\alpha -\theta ‚_{0}\\\theta ‚_{1}&=\,{\text{arcsin}}{\Big (}{\frac {n_{1}}{n_{2}}}\,\sin \theta _{1}{\Big )}\\\theta _{2}&=\theta ‚_{1}-\alpha \end{aligned}}} ., δ = θ 0 + θ 2 = θ 0 + arcsin ( n sin ) − α {\displaystyle \delta =\theta _{0}+\theta _{2}=\theta _{0}+{\text{arcsin}}{\Big (}n\,\sin {\Big }{\Big )}-\alpha } δ ≈ θ 0 − α + ( n ) = θ 0 − α + n α − θ 0 = ( n − 1 ) α . {\displaystyle \delta \approx \theta _{0}-\alpha +{\Big (}n\,{\Big }{\Big )}=\theta _{0}-\alpha +n\alpha -\theta _{0}=(n-1)\alpha \ .}
odchylka úhlu závisí na vlnové délce přes n, tak pro tenké prism odchylka úhel se mění s vlnovou délkou podle
δ ( λ ) ≈ α {\displaystyle \delta (\lambda )\approx \alpha } .
