trójkątny pryzmat, rozpraszający światło; fale pokazane w celu zilustrowania różnych długości fal światła. (Kliknij, aby wyświetlić animację)
światło zmienia prędkość, gdy przemieszcza się z jednego medium do drugiego (na przykład z powietrza do szyby pryzmatu). Ta zmiana prędkości powoduje załamanie światła i wejście do nowego ośrodka pod innym kątem (zasada Huygensa)., Stopień zgięcia ścieżki światła zależy od kąta, jaki padająca wiązka światła tworzy z powierzchnią, oraz od stosunku współczynników załamania obu mediów (prawo Snella). Współczynnik załamania wielu materiałów (takich jak szkło) zmienia się w zależności od długości fali lub koloru użytego światła, zjawisko znane jako dyspersja. Powoduje to, że światło o różnych kolorach jest inaczej załamywane i pozostawia pryzmat pod różnymi kątami, tworząc efekt podobny do tęczy. Można to wykorzystać do oddzielenia wiązki białego światła na jego składowe spektrum kolorów., Podobna separacja ma miejsce w przypadku materiałów opalizujących, takich jak bańka mydlana. Pryzmaty zazwyczaj rozpraszają światło na znacznie większej szerokości pasma częstotliwości niż kratki dyfrakcyjne, dzięki czemu są przydatne do spektroskopii o szerokim spektrum. Co więcej, pryzmaty nie cierpią z powodu komplikacji wynikających z nakładania się rzędów spektralnych, które mają wszystkie kraty.
pryzmaty są czasami używane do wewnętrznego odbicia na powierzchniach, a nie do dyspersji., Jeśli światło wewnątrz pryzmatu uderzy w jedną z powierzchni pod odpowiednio stromym kątem, następuje całkowite wewnętrzne odbicie i odbicie całego światła. To sprawia, że pryzmat jest użytecznym substytutem lustra w niektórych sytuacjach.
kąt odchylenia i dyspersja
kąt odchylenia i dyspersji promienia przez pryzmat można określić poprzez prześledzenie promienia próbki przez element i za pomocą prawa Snella na każdym interfejsie., Dla pryzmatu pokazanego po prawej stronie, kąty podane są przez
θ 0 '= arcsin ( n 0 N 1 sin θ θ 0 ) θ 1 = α − θ 0 'θ 1′ = arcsin ( n 1 N 2 sin θ θ 1 ) θ 2 = θ 1 ' − α {\displaystyle {\begin{aligned}\theta '_{0}&=\,{\text{arcsin}}{\Big (}{\displaystyle 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{align}}} ., 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\.}
kąt odchylenia zależy od długości fali przez n, więc dla cienkiego pryzmatu kąt odchylenia zależy od długości fali zgodnie z
δ (λ) ≈ α {\displaystyle \delta (\lambda) \approx \alpha } .
