프리즘 (prism)
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작성자 최고관리자 작성일12-06-08 15:13 조회16,652회 댓글0건관련링크
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개요
광학적 평면을 2개 이상 가진 투명체로서 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아닌 것.
이미지
프리즘
내용
소재(素材)로서 보통은 광학적 유리를 쓰는데, 자외선 ·적외선에 대해서는 유리 대신 수정 ·암염(岩鹽) 등이 쓰인다.
기능상 분광프리즘 ·전반사프리즘 ·편광프리즘으로 나뉜다.
【분광프리즘】 빛을 분산시켜서 스펙트럼으로 나누는 데 쓰이는 프리즘. 삼각유리기둥이 많이 쓰이며 분광계 ·분광기 ·굴절계 등에 사용된다.
한쪽 면으로부터 여러 가지 파장을 포함한 빛(예컨대 햇빛)이 입사하면 그것은 곧 단색광으로 분산되어 다른 면에서 나온다.
프리즘에 대한 굴절률이 빛의 파장에 따라 다르기 때문에 한쪽 면으로부터 들어간 빛이 다른 면으로 나올 때는 파장에 따라 서로 다른 편각 δ를 가지기 때문이다.
여기서 편각 δ의 크기는 단색광의 경우에도 제1면에 입사한 빛의 입사각 i에 따라 달라지지만 하나의 주어진 프리즘에서는 δ의 최소값이 꼭 하나씩 있다.
즉 입사각을 바꿔도 편각 δ에는 각 프리즘에 주어진 고유의 최소값이 있어 입사각을 바꿀지라도 편각 δ는 그보다 적어지지는 않는다.
이 각을 프리즘의 최소편각이라 한다. 이 최소편각의 측정은 다음 식에서 보는 바와 같이 그 프리즘에 들어온 빛의 굴절률을 계산하는 데 기초가 된다.
즉 프리즘의 꼭지각[頂角]을 A, 굴절률을 n, 최소편각을 δ라 하면 n sin A/2=sin (AM＋δ0)/2 의 관계식이 성립하므로 꼭지각을 재고 최소편각을 찾아내면, 프리즘에 들어온 빛의 굴절률이 곧 계산된다.
분산용 프리즘으로는 A=60 °인 것이 가장 많이 쓰이나, 모든 파장의 빛에 대하여 일정한 최소편각을 갖도록 고안한 정편각(定偏角) 프리즘(일정편향각 프리즘:아베 프리즘, 펠랭-브로카 프리즘 등)도 쓰인다.
재료로는 ① 가시광선에 대하여는 분산율이 큰 플린트계(系)의 광학유리 ② 자외선에 대하여는 수정(광회전성의 영향을 없애기 위하여 우수정과 좌수정의 30 ° 프리즘을 결합한 코르뉴 프리즘) 및 형석(螢石) ③ 적외선에 대하여는 암염 NaCl 및 KBr 등의 결정이 쓰인다.
【전반사프리즘】 빛의 방향을 바꾸기 위하여 쓰이는 프리즘. 가장 간단한 것은 직각이등변삼각형의 절단면을 가지는 직각프리즘인데, 직각을 끼는 면 또는 빗면에 들어온 빛은 다른 면에 45 °로 입사하여 유리의 임계각(약 42 °)을 넘게 되어 전반사를 하여 전진 방향을 90 ° 또는 180 ° 바꾼다.
그 밖에 오각프리즘도 있고 도립된 상(像)을 정립시키기 위한 정립프리즘도 있다.
망원경에서 도립된 상을 반전시키기 위해서는 렌즈계를 쓰거나 정립프리즘을 써야 하는데 정립프리즘을 쓰면 렌즈계를 쓸 때보다 망원경의 길이를 훨씬 짧게 할 수 있다.
【편광프리즘】 직선편광을 뽑아 내는 데 쓰이는 프리즘이다. 방해석(方解石) ·수정 등의 복굴절성 결정을 써서 만든다. 니콜프리즘, 로션프리즘 등이 있다.
광학적 평면을 2개 이상 가진 투명체로서 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아닌 것.
이미지
프리즘
내용
소재(素材)로서 보통은 광학적 유리를 쓰는데, 자외선 ·적외선에 대해서는 유리 대신 수정 ·암염(岩鹽) 등이 쓰인다.
기능상 분광프리즘 ·전반사프리즘 ·편광프리즘으로 나뉜다.
【분광프리즘】 빛을 분산시켜서 스펙트럼으로 나누는 데 쓰이는 프리즘. 삼각유리기둥이 많이 쓰이며 분광계 ·분광기 ·굴절계 등에 사용된다.
한쪽 면으로부터 여러 가지 파장을 포함한 빛(예컨대 햇빛)이 입사하면 그것은 곧 단색광으로 분산되어 다른 면에서 나온다.
프리즘에 대한 굴절률이 빛의 파장에 따라 다르기 때문에 한쪽 면으로부터 들어간 빛이 다른 면으로 나올 때는 파장에 따라 서로 다른 편각 δ를 가지기 때문이다.
여기서 편각 δ의 크기는 단색광의 경우에도 제1면에 입사한 빛의 입사각 i에 따라 달라지지만 하나의 주어진 프리즘에서는 δ의 최소값이 꼭 하나씩 있다.
즉 입사각을 바꿔도 편각 δ에는 각 프리즘에 주어진 고유의 최소값이 있어 입사각을 바꿀지라도 편각 δ는 그보다 적어지지는 않는다.
이 각을 프리즘의 최소편각이라 한다. 이 최소편각의 측정은 다음 식에서 보는 바와 같이 그 프리즘에 들어온 빛의 굴절률을 계산하는 데 기초가 된다.
즉 프리즘의 꼭지각[頂角]을 A, 굴절률을 n, 최소편각을 δ라 하면 n sin A/2=sin (AM＋δ0)/2 의 관계식이 성립하므로 꼭지각을 재고 최소편각을 찾아내면, 프리즘에 들어온 빛의 굴절률이 곧 계산된다.
분산용 프리즘으로는 A=60 °인 것이 가장 많이 쓰이나, 모든 파장의 빛에 대하여 일정한 최소편각을 갖도록 고안한 정편각(定偏角) 프리즘(일정편향각 프리즘:아베 프리즘, 펠랭-브로카 프리즘 등)도 쓰인다.
재료로는 ① 가시광선에 대하여는 분산율이 큰 플린트계(系)의 광학유리 ② 자외선에 대하여는 수정(광회전성의 영향을 없애기 위하여 우수정과 좌수정의 30 ° 프리즘을 결합한 코르뉴 프리즘) 및 형석(螢石) ③ 적외선에 대하여는 암염 NaCl 및 KBr 등의 결정이 쓰인다.
【전반사프리즘】 빛의 방향을 바꾸기 위하여 쓰이는 프리즘. 가장 간단한 것은 직각이등변삼각형의 절단면을 가지는 직각프리즘인데, 직각을 끼는 면 또는 빗면에 들어온 빛은 다른 면에 45 °로 입사하여 유리의 임계각(약 42 °)을 넘게 되어 전반사를 하여 전진 방향을 90 ° 또는 180 ° 바꾼다.
그 밖에 오각프리즘도 있고 도립된 상(像)을 정립시키기 위한 정립프리즘도 있다.
망원경에서 도립된 상을 반전시키기 위해서는 렌즈계를 쓰거나 정립프리즘을 써야 하는데 정립프리즘을 쓰면 렌즈계를 쓸 때보다 망원경의 길이를 훨씬 짧게 할 수 있다.
【편광프리즘】 직선편광을 뽑아 내는 데 쓰이는 프리즘이다. 방해석(方解石) ·수정 등의 복굴절성 결정을 써서 만든다. 니콜프리즘, 로션프리즘 등이 있다.
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