Sisteme centrate de lentile subțiri - fizicaliceu.com · CD ©2018 Propagarea luminii prin prismă Formulele prismei Condiții de emergență Deviația minimă Prisme cu reflexie

Prisma optică

Prof. Costin-Ionuț Dobrotă

COLEGIUL NAȚIONAL „DIMITRIE CANTEMIR” ONEȘTI

2018

http://fizicaliceu.com

CD ©2018

Propagarea luminii prin prismă

Formulele prismei

Condiții de emergență

Deviația minimă

Prisme cu reflexie totală

Prisma optică

CD ©2018

Prisma optică este un mediu

transparent limitat de două fețe

plane neparalele, numite fețele

prismei

Prisma optică

CD ©2018

Propagarea luminii prin prismă

ABC – secțiune principală în prismă

A – unghiul prismei (unghiul refringent)

n – indicele de refracție al prismei

i – unghi de incidență

A

B C

i1I

Sn

CD ©2018

Propagarea luminii prin prismă

A – unghiul prismei (unghiul refringent)

n – indicele de refracție al prismei

i – unghi de incidență

A

B C

i r1I

Sn

CD ©2018

Propagarea luminii prin prismă

A – unghiul prismei (unghiul refringent)

n – indicele de refracție al prismei

i – unghi de incidență

i’ – unghi de emergență

SI1 – raza incidentă

I2E – raza emergentă

A

B C

i r 'r1I

2I

SE

n

'i

CD ©2018

Propagarea luminii prin prismă

A – unghiul prismei (unghiul refringent)

n – indicele de refracție al prismei

i – unghi de incidență

i’ – unghi de emergență

δ – unghiul de deviație, este unghiul

dintre direcția razei incidente, SI1 și

direcția razei emergente, I2E.

A

B C

i r 'r

1I2I

M

N

SE

n

'i

CD ©2018

Propagarea luminii prin prismă

A – unghiul prismei (unghiul refringent)

n – indicele de refracție al prismei

i – unghi de incidență

i’ – unghi de emergență

δ – unghiul de deviație, este unghiul

dintre direcția razei incidente, SI1 și

direcția razei emergente, I2E.

A

B C

iA1I

2I

MS

E

n

'i

N

'rr

M'

2M'M I A

CD ©2018

Formulele prismei

sin sin ' 1,

sin sin '

i rn

r i n

A

B C

i r 'rA

1I2I

M

N

SE

n

'i

CD ©2018

Formulele prismei

1 2

sin sin ' 1,

sin sin '

ΔMI I '

i rn

r i n

A r r

A

B C

i

1I2I

M

N

SE

n

'ir 'r

A

CD ©2018

Formulele prismei

1 2

1 2

1 2 2 1

sin sin ' 1,

sin sin '

ΔMI I '

ΔNI I :

NI I , NI I ' '

' '

'

i rn

r i n

A r r

i r i r

i r i r

i i A

A

B C

i r 'rA1I

2I

M

N

SE

n

'i

CD ©2018

Formulele prismei

A

B C

i r 'rA

1I2I

M

N

SE

n

'i

sin sin ' 1,

sin sin '

'

'

i rn

r i n

A r r

i i A

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

i'i

r 'rA

1I2I

M

N

SE

n

Condiția de emergență este condiția ca

o rază de lumină care intră în prismă

prin fața AB să iasă din prismă prin fața

AC.

Pentru a fi îndeplinită această condiție,

trebuie să nu se producă reflexie totală

pe fața AC, la trecerea luminii din

prismă în aer, adică unghiul de incidență r’ să fie mai mic decât unghiul limită, :

1 1unde sin arcsin

n n

' ,r

CD ©2018

Deviația minimă

A

B C

i 'ir 'rA

min

1I 2I

M

N

S E

n

Deviația este minimă (δmin) în cazul

mersului simetric al razei de lumină prin

prismă.

În acest caz:

min

', '

' 2 ,

' 2

i i r r

A r r r

i i A i A

CD ©2018

Deviația minimă

A

B C

i 'i'r

A

min

1I 2I

N

S E

n

Metodă de determinare a indicelui de

refracție al prismei

minmin

22

22

AA r r

Ai A i

minsinsin 2

sinsin

2

Ai

n nAr

M

r

CD ©2018

Condiții de emergență

A

n

2A

n

2A

n

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

nS' E

E'

Toate razele incidente pe fața AB a

prismei ies din prismă prin fața AC.

Cazul A <

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

nS' E

E'

'r' , 'r A A r

Toate razele incidente pe fața AB a

prismei ies din prismă prin fața AC.

Cazul A <

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

nS' E

E'

Toate razele incidente pe fața AB a

prismei ies din prismă prin fața AC,

mai puțin raza care intră în prismă

sub unghiul i = 0 (la incidență

normală) care iese paralel cu fața AC.

Cazul A =

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

nS' E

E'

'r ' ,

'

r A A

r

Toate razele incidente pe fața AB a

prismei ies din prismă prin fața AC,

mai puțin raza care intră în prismă

sub unghiul i = 0 (la incidență

normală) care iese paralel cu fața AC.

Cazul A =

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

nS'

R

E'

O parte din razele incidente pe fața

AB a prismei ies din prismă prin fața

AC (i > i0), dar o parte se reflectă total

pe fața AC a prismei (i < i0).

Cazul < A < 2

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

n

O parte din razele incidente pe fața

AB a prismei ies din prismă prin fața

AC (i > i0), dar o parte se reflectă total

pe fața AC a prismei (i < i0).

S'R

E'0i

Cazul < A < 2

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

n

S'

R

E' Toate razele incidente pe fața AB a

prismei se reflectă total pe fața AC,

mai puțin raza care intră în prismă

sub unghiul i = 90 care iese paralel cu

fața AC.

Cazul A = 2

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

n

S'

R

E'

'r

' ,2 2

'

A Ar

r

2A

Toate razele incidente pe fața AB a

prismei se reflectă total pe fața AC,

mai puțin raza care intră în prismă

sub unghiul i = 90 care iese paralel cu

fața AC.

Cazul A = 2

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

n

S'

R

E' Toate razele incidente pe fața AB a

prismei se reflectă total pe fața AC,

deci nici o rază nu poate ieși prin fața

AC a prismei.

Cazul A > 2

CD ©2018

Condiții de emergență

A

B C

S

n

S'

R

E'

'r

2A o o90 ' 902

'2

Ar

Ar

Toate razele incidente pe fața AB a

prismei se reflectă total pe fața AC,

deci nici o rază nu poate ieși prin fața

AC a prismei.

Cazul A > 2

CD ©2018

Condiții de emergență: concluzii

A < Toate razele incidente pe fața AB a prismei ies din prismă prin fața AC.

A = Toate razele incidente pe fața AB a prismei ies din prismă prin fața AC, mai puțin raza

care intră în prismă sub unghiul i = 0 (la incidență normală) care iese paralel cu fața

AC.

< A < 2 O parte din razele incidente pe fața AB a prismei ies din prismă prin fața AC, dar o

parte se reflectă total pe fața AC a prismei.

A = 2 Toate razele incidente pe fața AB a prismei se reflectă total pe fața AC, mai puțin raza

care intră în prismă sub unghiul i = 90 care iese paralel cu fața AC.

A > 2 Nici o rază incidentă pe fața AB nu poate ieși prin fața AC a prismei.

CD ©2018

Prisme cu reflexie totală

A

B

C

I

n

Prismă cu secțiunea principală triunghi

dreptunghic și isoscel

Reflexie totală în I, deoarece

o o45 90i

i

o90

S

E

CD ©2018

Prisme cu reflexie totală

A

B

C

1I

n

Prismă cu secțiunea principală triunghi

dreptunghic și isoscel

Reflexie totală în I1 și I2 , deoarece

o o45 180i i

o180

2IE

S

i

CD ©2018

• Dispersia luminii în prisma optică• Explicația apariției curcubeului• Utilizarea prismelor cu reflexie totală

Teme suplimentare