ett triangulärt prisma, spridningsljus; vågor visade sig illustrera de olika våglängderna av ljus. (Klicka för att visa animering)
ljus ändrar hastighet när den rör sig från ett medium till ett annat (till exempel från luft till prismans glas). Denna hastighetsförändring gör att ljuset bryts och går in i det nya mediet i en annan vinkel (Huygens principle)., Graden av böjning av ljusets väg beror på den vinkel som den infallande ljusstrålen gör med ytan och på förhållandet mellan brytningsindexen för de två medierna (Snells lag). Brytningsindexet för många material (såsom glas) varierar med våglängden eller färgen på det använda ljuset, ett fenomen som kallas dispersion. Detta orsakar ljus av olika färger brytas annorlunda och att lämna prisma i olika vinklar, vilket skapar en effekt som liknar en regnbåge. Detta kan användas för att separera en stråle av vitt ljus i dess ingående spektrum av färger., En liknande separation händer med iriserande material, såsom en tvålbubbla. Prismor kommer i allmänhet att sprida ljus över en mycket större frekvensbandbredd än diffraktionsgaller, vilket gör dem användbara för bredspektroskopi. Dessutom lider prismor inte av komplikationer som härrör från överlappande spektrala order, som alla gitter har.
prismor används ibland för den inre reflektionen vid ytorna snarare än för dispersion., Om ljuset inuti prismat träffar en av ytorna i en tillräckligt brant vinkel, uppstår total inre reflektion och allt ljus reflekteras. Detta gör ett prisma till ett användbart substitut för en spegel i vissa situationer.
avvikelse vinkel och dispersion
Ray vinkel avvikelse och dispersion genom ett prisma kan bestämmas genom att spåra en provstråle genom elementet och använda Snells lag vid varje gränssnitt., För prismat som visas till höger ges de angivna vinklarna av
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\.}
avvikelsvinkeln beror på våglängd genom n, så för ett tunt prisma varierar avvikelsvinkeln med våglängd enligt
δ (λ) α {\displaystyle \delta (\lambda )\approx \alpha } .
