Prisma (Optik)

Lichtbrechung im Prismenspektrometer, schematisch

Lichtbrechung im Prismenspektrometer
Teilreflektion an beiden brechenden Flächen als Nebeneffekt

Datei:Prismen.png

Totalreflexion im Prisma
oben: einmalige Umlenkung, Bild gespiegelt
unten:zweimalige Umlenkung, Bild umgekehrt

Unter einem Prisma wird in der Optik vorwiegend eine spezielle Form des geometrischen Körpers Prisma verstanden, nämlich ein gerades Prisma mit einem Dreieck als Grundfläche. Seine optischen Eigenschaften hängen im Wesentlichen von den Dreieckswinkeln und von der Brechzahl des Werkstoffes (Glas oder glasklarer Kunststoff) ab.

Anwendungen

Die Hauptanwendungen des Prismas beruhen auf seiner Eigenschaft, Licht wellenlängenabhängig zu brechen oder total zu reflektieren, je nach Bauart des Prismas.

Brechung:

• In einem Prismenspektrometer wird das Licht an der Eintritts- und an der Austrittsfläche abhängig von der Wellenlänge gebrochen. Man gewinnt ein Spektrum der Lichtquelle. Die beiden beteiligten Flächen gemeinsame Kante heißt die ablenkende oder brechende Kante, bezüglich der das Licht in die Gegenrichtung abgelenkt wird.
• Die Ablenkung des gebrochenen Lichtes ist bei symmetrischem Durchgang minimal. Dieser Effekt wird zur (wellenlängenabhängigen) Bestimmung der Brechzahl genutzt. Die Formel dafür lautet.

$n={\sin {\delta _{min}+\epsilon \over 2} \over \sin {\epsilon \over 2}}$

mit:

n = Brechzahl des Materials für das verwendete monochromatische Licht

$\delta _{min}$ = minimaler Ablenkungswinkel

$\epsilon$ = Prismenwinkel (zwischen Ein- und Austrittsfläche)

• In einem Prisma aus einem doppelt brechendem Material wird Licht in verschieden zueinander polarisierte Strahlen getrennt. Das bekannteste solcher Prismen ist das [[Nicolsches Prisma|espiegelt wird. Es wird in Spiegelreflexkameras angewendet, um das durch deren Spiegel verkehrte Bild zu korrigieren.

Prismendioptrie

Als Maß für die Stärke eines Prismas wurde früher der Begriff Prismendioptrie verwendet (Einheit = pdptr). Er wird definiert durch den Grad der Ablenkung eines Lichtstrahls in 1 Meter Entfernung, gemessen in Zentimeter (cm/m). Demnach ist 1 pdptr. die Ablenkung eines Lichtstrahls um 1cm in 1m Entfernung.

Typen von Prismen

• Abbe-Prisma
• Achromatisches Prisma (siehe Achromatismus)
• Ahrenssche Prisma
• Brewster-Prisma
• Biprisma
• Dachkantprisma
• Bauernfeind-Prisma
• Dove-Prisma
• Foucaultsches Prisma
• Geradsichtprisma
• Glan-Thompson-Prisma
• Nicolsches Prisma
• Pellin-Broca-Prisma
• Pantehaprisma
• Porro-Prisma
• Porro-Abbe-Prisma
• Wollaston-Prisma

Weblinks

Commons: Prisma – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• www.dorotek.de/cms/upload/pdf/optik/deutsch/Prismen - PDF Übersicht über verschiedene Prismentypen
• Lerneinheit zur Brechung des Lichts am Prisma
• interaktives Arbeitsblatt "Prisma"