普羅稜鏡

普羅稜鏡

普羅稜鏡光學上使用於光學儀器中,用來修改影像取向的一種折射式三稜鏡,他以發明者義大利的光學工程師伊納濟歐普羅來命名。

普羅稜鏡是由玻璃塊塑造成的等腰直角三稜鏡,末端平面對著直角。在使用上,光線由三稜鏡中最大的長方形面進入,經過斜面的兩次全反射,再穿透原來的入射平面射出。因為光線只是以正常的狀態進出,三稜鏡並未發生色散的作用。

基本介紹

  • 中文名:普羅稜鏡
  • 外文名:Porro prism
  • 原料:玻璃塊塑
  • 使用儀器:光學儀器
  • 用途:修改影像取向
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簡介

普羅稜鏡光學上使用於光學儀器中,用來修改影像取向的一種折射式三稜鏡,他以發明者義大利的光學工程師伊納濟歐普羅來命名。
普羅稜鏡是由玻璃塊塑造成的等腰直角三稜鏡,末端平面對著直角。在使用上,光線由三稜鏡中最大的長方形面進入,經過斜面的兩次全反射,再穿透原來的入射平面射出。因為光線只是以正常的狀態進出,三稜鏡並未發生色散的作用。
但是經過普羅稜鏡的影像會被翻轉180°,並且會向原來進入的方向行進,也就是行進的方向也改變了180°。但是因為圖像經過兩次的反射,所以旋向性是未改變的。
普羅稜鏡最常被以雙普羅稜鏡的組合來成對使用,第二個稜鏡相對於第一個被旋轉90°。讓光線穿越這樣安置的兩片三稜鏡,稜鏡系統的淨效應是入射的光線被平行的改變行進方向,影像被旋轉180°,偏手性依然沒有變化。
雙普羅稜鏡系統適用於小型光學望遠鏡在影像方向的改變(影像重建系統的排列),特別是在許多的雙筒望遠鏡中提供影像的重建和更長的光路摺疊,有效的縮短物鏡目鏡間的距離。
通常,在雙普羅稜鏡的組合中,會將兩個稜鏡膠合在一起,並且削除多餘的部分以減經重量和縮小尺寸。單獨的普羅稜鏡也可以看成是屋頂稜鏡,但在雙筒望遠鏡內不會這樣使用。
雙普羅稜鏡的一種變形是普羅-阿貝稜鏡

三稜鏡

三稜鏡光學稜鏡中的一種形式,在外觀上呈現幾何的三角形,是光學稜鏡中最常見,也是一般人所熟知的,但並不是最常用到的稜鏡。三稜鏡最常用於光線的色散,這是將光線分解成為不同的光譜成分。利用不同波長的光線因為折射率不同,在折射時會偏轉不同的角度,便會造成色散的現象。這種效應也被用來對稜鏡物質進行高精密度的折射係數測量。
物質的折射係數固然在不同的波長會有所不同,但有些物質的折射係數對波長的變化比其他物質強烈(色散非常明顯)。稜鏡的頂角(在上圖中,上面的角)能夠影響到稜鏡色散時的特性。通常,要適當的選擇光線射入的角度和射出的角度,當角度接近布儒斯特角(Brewster angle)時,在折射時造成的損耗最小。
一束白光會分出不同顏色,一般就分為七種顏色,即

發現

1666年牛頓發現太陽光經三稜鏡的折射後可呈現彩色光,稱為光的色散現象。
由牛頓的色散實驗結果,可知白光是由多種顏色的光所組成。1801年,英國學者湯瑪士‧楊格首先研究人眼對顏色的感覺。他指出在可見光譜的位置排列上,只需選擇三種彼此有相當差距的基本色光,按不同的比例組合,幾乎可產生任何一種顏色。隨後德國學者赫爾曼·馮·亥姆霍茲在1856年至1867年,繼續深入對顏色的研究,確立了光的三原色理論。這三種基本色光的選擇並沒有特定的組合。傳統上,我們選擇紅、綠、藍三種色光作為光的三原色。圖顯示以相同強度的紅、綠、藍三原色的光,同時投射在白色光屏上的結果。中間的白色區域為三種色光共同混合而成。

屋頂稜鏡

屋頂稜鏡通常就是能經由反射作用將光線行進方向只是單純的改變90 °的光學稜鏡的總稱或代名詞。經由兩個平面反射和翻轉的圖像會在光軸上交會並向側面翻轉。
單獨的普羅稜鏡是型式最簡單的屋頂稜鏡,但他最常被用到的情況(雙筒望遠鏡內的雙普羅稜鏡結構)並沒有利用到屋頂稜鏡的特性。

參見

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