Prisma (Optik)

Prisma mit gleichseitigem Dreieck als Grundfläche

Lichtbrechung im Prisma, schematisch

Lichtbrechung im Prisma
Teilreflexion an beiden brechenden Flächen als Nebeneffekt

Lichtumlenkung durch Totalreflexion im Prisma
links: einmalige Umlenkung, Bild gespiegelt
rechts: zweimalige Umlenkung, Bild umgekehrt

arschge 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.

  $n={\frac {\sin {\frac {\delta _{\min }+\varepsilon }{2}}}{\sin {\frac {\varepsilon }{2}}}}$

  mit:

  n = Brechzahl des Materials für das verwendete monochromatische Licht

  $\delta _{\min }$ = minimaler Ablenkungswinkel

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

• In einem Prisma aus einem doppelt brechenden Material wird Licht in verschieden zueinander polarisierte Strahlen getrennt. Das bekannteste solcher Prismen ist das Nicolsche Prisma, das aus zwei Dreieckprismen besteht.

Lichtumlenkung durch Totalreflexion:

• Trifft ein Lichtstrahl schräger als beim Prismenspektrometer auf die Austrittsfläche, so kann es dort total reflektiert werden. In mehreren optischen Instrumenten nutzt man diesen Effekt zur gezielten Lichtumlenkung, wobei das Licht rechtwinklig auf die Eintritts- und die Austrittsfläche trifft, um ein Dispergieren zu vermeiden. Bei Prismenferngläsern wird auf diese Weise das Bild aufgerichtet (Umkehrprisma). Das Pentaprisma hat ein Fünfeck als Grundfläche. Es wird zur 90°-Umlenkung benutzt, wobei das Bild seitenrichtig bleibt. Beim Pentadachkantprisma ist eine der vier spiegelnden Flächen durch zwei zueinander rechtwinklige Flächen ersetzt, wodurch das Bild gespiegelt 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 einem Meter Entfernung, gemessen in Zentimeter (cm/m). Demnach ist 1 pdptr. die Ablenkung eines Lichtstrahls um 1 cm in 1 m 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 Übersicht über verschiedene Prismentypen
• Lerneinheit zur Brechung des Lichts am Prisma
• interaktives Arbeitsblatt „Prisma“