Mikä on prisma?

Geometriassa prisma viittaa tiettyyn kolmiulotteiseen muotoon: monikulmio tai tähden monikulmio, joka on liitetty samaan muotoon suorakulmaisilla sivuilla. Kuutio tai suorakulmainen laatikko on yksi esimerkki tämän tyyppisestä prismasta, mutta sen sijaan, että siinä olisi suorakulmio ylä- ja alareunassa, kuten tässä esimerkissä, geometrisessa prismassa voi olla myös kolmio, kuusisärmäinen tähti tai jokin muu -sivuinen muoto. Optiikassa prisma on läpinäkyvä esine, jonka sivut ovat sileät, litteät ja jotka taittavat valon. Monet optiset prismat ovat myös geometrisia prismoja, usein kolmion muotoisia prismoja, mutta ne voivat olla myös muita muotoja. Optinen prisma on yleensä valmistettu lasista tai kirkkaasta muovista, mutta mitä tahansa materiaalia voidaan käyttää niin kauan kuin se on läpinäkyvää taitettavan valonlähteen suhteen.

Kun valo taittuu, sen suunta on taipunut sen esteen vuoksi. Voit nähdä esimerkin taittuneesta valosta asettamalla kynän kirkkaaseen lasiin vettä ja tarkkailemalla, kuinka se näyttää jakautuvan veden alkamispaikasta. Tämä johtuu siitä, että veden taitekerroin on korkeampi kuin ilman, joten valo liikkuu hitaammin veden läpi. Optisen prisman taitekerroin on myös korkeampi kuin ilman, joten sen läpi kulkeva valo taittuu.

Eri taajuuksien tai aallonpituuksien valo kulkee eri nopeuksilla ja taittuu eri kulmista. Näkyvässä spektrissä, ihmissilmälle näkyvässä sähkömagneettisen (EM) spektrin osassa, erilaiset valotaajuudet näkyvät eri väreinä. Puhdas valkoinen valo on useiden taajuuksien valon yhdistelmä, joten kun puhdas valkoinen valo loistaa prisman läpi, se hajoaa aallonpituuksilleen ja luo sateenkaaren vaikutelman.

Punainen, pienin ihmissilmälle näkyvä taajuus, taittuu vähemmän kuin violetti, korkein ihmissilmälle näkyvä taajuus, joten punainen taipuu heikommassa kulmassa kuin violetti. Kaikki värit välissä taipuvat eri asteissa, joten prisma tekee sateenkaaren valkoisesta valosta. Näin sateenkaaria syntyy myös luonnossa, koska niitä esiintyy, kun ilma on täynnä vesihöyryä, joka taittaa valon samalla tavalla kuin prisma.

Muilla prismoilla on erilainen vaikutus valoon. Taitekertomuksen lisäksi prisma voi olla heijastava tai polarisoiva. Heijastavat prismat heijastavat valoa, kuten peili, ja niitä käytetään muun muassa kiikareissa. Polarisoiva prisma jakaa valon erilaisiin polarisaatioihin tai sähkömagneettisiin varauksiin eri taajuuksien sijaan.