un prisme triangulaire, dispersant la lumière; ondes montrées pour illustrer les différentes longueurs d’onde de la lumière. (Cliquez pour voir l’animation)
la lumière change de vitesse lorsqu’elle passe d’un support à un autre (par exemple, de l’air dans le verre du prisme). Ce changement de vitesse provoque la réfraction de la lumière et l’entrée dans le nouveau milieu sous un angle différent (principe de Huygens)., Le degré de flexion du trajet de la lumière dépend de l’angle que le faisceau de lumière incident fait avec la surface et du rapport entre les indices de réfraction des deux milieux (loi de Snell). L’indice de réfraction de nombreux matériaux (tels que le verre) varie avec la longueur d’onde ou la couleur de la lumière utilisée, un phénomène connu sous le nom de dispersion. Cela provoque une réfraction différente de la lumière de différentes couleurs et laisse le prisme sous différents angles, créant un effet similaire à un arc-en-ciel. Cela peut être utilisé pour séparer un faisceau de lumière blanche dans son spectre de couleurs constitutives., Une séparation similaire se produit avec des matériaux irisés, tels qu’une bulle de savon. Les prismes dispersent généralement la lumière sur une bande passante de fréquence beaucoup plus grande que les réseaux de diffraction, ce qui les rend utiles pour la spectroscopie à large spectre. De plus, les prismes ne souffrent pas de complications résultant du chevauchement des ordres spectraux, que tous les réseaux ont.
Les prismes sont parfois utilisés pour la réflexion interne sur les surfaces plutôt que pour la dispersion., Si la lumière à l’intérieur du prisme frappe l’une des surfaces à un angle suffisamment raide, une réflexion interne totale se produit et toute la lumière est réfléchie. Cela fait d’un prisme un substitut utile à un miroir dans certaines situations.
angle de déviation et dispersion
angle de Rayon la déviation et la dispersion à travers un prisme peuvent être déterminées en traçant un rayon échantillon à travers l’élément et en utilisant la loi de Snell à chaque interface., Pour le prisme à droite, les angles sont donnés par
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{aligné}\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{aligné}}} ., 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 \ .}
l’angle de déviation dépend de la longueur d’onde à travers n, Donc pour un prisme mince l’angle de déviation varie avec la longueur d’onde selon
δ ( λ ) ≈ α {\displaystyle \delta (\lambda )\approx \alpha } .
