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普羅稜鏡。原圖鏈接

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。

概述

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[1]

光學原理

反射稜鏡

光從一個介質移動到另一個介質時,速度會改變,光的路徑被彎曲,並且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改變和反射的比率由兩個介質相互的折射率來決定。多數介質的折射率與光的波長或光的顏色有關,當由稜鏡表面折射時,由於色散作用導致不同程度的顏色分離。有時僅利用稜鏡的表面反射而不是色散,如果在稜鏡內部的光線抵達表面時的角度是陡峭的,便會產生全反射,所有的光線都會被反射回內部。

普羅稜鏡是色散稜鏡的一種:適用於分解光線的組成,讓光呈現原來光譜的顏色。因為折射率與光的頻率有關,混合著各種頻率的白光進入稜鏡時,不同頻率受到了不同程度的偏折。藍色光的減速比紅光多,因此偏折的也比紅光多。反射稜鏡:反射稜鏡用於反射光線,例如反射型望遠鏡。五稜鏡、普羅稜鏡、普羅-阿貝稜鏡、阿貝-柯尼稜鏡、施密特-別漢稜鏡、達夫稜鏡、分色稜鏡、阿米西屋頂稜鏡等,都屬於反射稜鏡。[2]

雙普羅稜鏡

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折疊,有效的縮短物鏡和目鏡間的距離。

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。

相關延伸

普羅-阿貝稜鏡

普羅-阿貝稜鏡。原圖鏈接

普羅-阿貝稜鏡(有時也稱為阿貝-普羅稜鏡),是依據發明人伊納濟歐·普羅和恩斯特·阿貝命名的,是一種反射式的光學稜鏡,利用普羅阿貝稜鏡也可以得到上下顛倒、左右相反的成像。常配置於一些光學儀器中做圖像取向的修正。更常被用到的雙普羅稜鏡的變形。阿貝-普羅稜鏡是普羅稜鏡的延伸,運用在望遠鏡或照相機的取景台與內部連接的轉接裝置。

普羅-阿貝稜鏡由玻璃組成形狀像是四個直角的反射稜鏡,以

面對面還有扭轉的形式結合在一起。光線由其中一個平置的表面進入,經由斜面四次的全反射,再由第二個平置的表面,以和進入時一樣的方向射出。在整個過程中,影像被旋轉180°,在一些雙筒望遠鏡和照相機的觀景窗會使用這種稜鏡做為圖像架設系統。 此處的稜鏡沒有產生色散的現象,因為光線只是正常的進出稜鏡。

又因為光線被反射的次數是偶數次,因此旋向性也沒有被改變。 為便於製造,這型稜鏡經常會先做成一對直角稜鏡,然後再將這兩個半個的稜鏡膠合在一起。彙整前的單獨半個稜鏡有時也被稱為阿貝-普羅稜鏡。 阿貝-普羅稜鏡不要與用於色散的阿貝稜鏡或非色散的阿貝-柯尼稜鏡混淆在一起。

參考資料

  1. 普羅稜鏡4980B025的學習歷程檔案
  2. 光學玻璃稜鏡的主要種類有哪些?每日頭條