Physik - Kaleidoskop

Prisma (Optik) 360
Lichtumlenkung durch Totalreflexion im Prisma
links: einmalige Umlenkung, Bild gespiegelt
rechts: zweimalige Umlenkung, Bild umgekehrt
Lichtbrechung:
• 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.
mit:
n = Brechzahl des Materials für das verwendete monochromatische Licht
= minimaler Ablenkungswinkel
= 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.