Prisma òptic
Un prisma òptic és un instrument òptic capaç de refractar, reflectir i descompondre la llum en els colors de l'arc de Sant Martí. Generalment, aquests objectes tenen la forma d'un prisma, d'aquí el seu nom.
D'acord amb la llei de Snell, quan la llum passa de l'aire al vidre del prisma disminueix la seva velocitat, desviant la seva trajectòria i formant un angle respecte a la interfase. Com a conseqüència, es reflecteix o es refracta la llum. L'angle d'incidència del feix de llum i els índexs de refracció del prisma i l'aire determinen la quantitat de llum que serà reflectida, la quantitat que serà refractada o si succeirà exclusivament alguna de les dues coses.
- Els prismes reflectius són els que únicament reflecteixen la llum, com són més fàcils d'elaborar que els miralls, s'utilitzen en instruments òptics com els prismàtics, els monoculars i altres.
- Els prismes dispersiu són usats per a descompondre la llum en l'espectre de l'arc de Sant Martí, perquè l'índex de refracció depèn de la freqüència; la llum blanca entrant al prisma és una barreja de diferents freqüències i cada una es desvia de manera diferent. La llum blava és disminuïda a menor velocitat que la llum vermella.
- Els prismes polaritzants separen cada feix de llum en components de variant polarització.
-
Prisma.
-
Descomposició de la llum en travessar un prisma.
-
Descomposició i reflexió de la llum en travessar un prisma (Per Spigget)
Història modifica
Anomenat vitrum trigonum des de l'Antiga Roma[1], es diu que un relat de Plini el Vell esmenta la seva existència en un passatge que tracta d'un vidre tallat en prisma capaç de transformar la llum del sol en l'arc de Sant Martí.[2] La fabricació de perles de vidre prismàtiques en aquesta època va ser testimoniada especialment al jaciment de Ban Don Ta Phet (tailandès บ้านดอนตาเพชร), un lloc arqueològic de l'Edat de Ferro al districte (Amphoe) Phanom Thuan de la província de Kanchanaburi, a Tailàndia. Aquestes perles, transparents o translúcides, es tallen deliberadament en forma de prismes similars als cristalls naturals amb una base triangular o hexagonal per exemple.[3][4] L'existència de prismes o elements semblants també és testimoniada per Sèneca que esmenta a les seves Questions naturæ unes varetes de vidre que s'utilitzen per transformar la llum en un arc de Sant Martí,[5][6][7] prismes que haurien estat molt utilitzats en la seva època. Sèneca, però, atribueix en aquest moment els colors de l'arc de Sant Martí a falsos colors fugaços com els reflexos iridescents de les plomes de colom.[8] El 1275, Witelo va reproduir aquest fenomen omplint d'aigua un prisma hexagonal; en passar la llum a través d'ell, la llum es trenca.[9]
Tot i que el prisma es coneix des de fa molt de temps, encara no s'explica la "transformació" de la llum solar en diversos colors i els colors es consideraven fins al segle xvii com a mescles d'ombra i llum[10][11] o com la barreja de partícules de la superfície d'objectes amb partícules de llum.[10] No va ser fins els experiments d'Isaac Newton, que pretenia entendre la deformació del feix deixant el prisma en lloc d'interessar-se pels colors, que es va entendre la descomposició de l'espectre. El feix ovalat està distorsionat, cosa que xoca amb les lleis de refracció llavors conegudes: l'índex de refracció es considerava únic i específic del medi que modificava la llum. Newton va demostrar a través dels seus experiments que no és el prisma el que modifica la llum sinó les propietats del material que són diferents per als colors.[11]
L'ús creixent de prismes és concomitant amb el descobriment del fenomen de la dispersió de la llum blanca i la comprensió que es compon d'un continu de colors.[12] També és gràcies a aquesta experiència amb prismes que vam entendre la naturalesa inevitable de les aberracions cromàtiques als telescopis.[13] Des de principis del segle xix, les investigacions sobre l'èter es van fer cada cop més nombroses, i es van multiplicar els experiments destinats a demostrar la seva existència. El 1810, François Arago va intentar observar la diferència de velocitat de les ones de llum a l'èter gràcies a la desviació dels raigs estel·lars en un prisma a diferents moments del dia. Aquest experiment va ser reinterpretat per Augustin Fresnel que va deduir que l'èter pateix un arrossegament parcial en medis refractius com el del prisma.[14] Un segle de recerca va acabar en tot cas amb l'abandonament de la teoria de l'èter.
Geometria modifica
Un prisma en òptica es defineix pel seu "angle d'obertura": un prisma de 30° té un angle d'àpex tal. Aquest vèrtex és l'aresta principal del prisma, que es forma per la intersecció de dues de les cares del prisma. En un prisma de base triangular, la tercera cara s'anomena "base" i només es produeix en el cas dels prismes de reflexió total.[15]
Prismes de sostre modifica
Els prismes de sostre són prismes on una de les cares no és plana sinó tallada en un “sostre”, és a dir, un angle recte. Es poden utilitzar per invertir la imatge formada pel prisma,[16] orientant-se aquesta nova vora al llarg de l'eix de simetria desitjat per a la inversió de la imatge.[17]
Pentaprisma modifica
El pentaprisma és un prisma complex. S'utilitza principalment en fotografia en Càmeres SLR amb un visor òptic per capgirar la imatge abans de transmetre-la al visor òptic. El primer fabricant que en va utilitzar el 1957 va ser Pentax.[18]
Referències modifica
- ↑ Goury 1833, p. 357
- ↑ Jomard 18, p. 37
- ↑ Indian Ocean In Antiquity, p. 381, a Google Books
- ↑ The Silk Roads: Highways of Culture and Commerce, p. 105, a Google Books
- ↑ Deville 1871, p. 59
- ↑ Libes 1810, p. 81
- ↑ Goury 1833, p. 36
- ↑ Algarotti 1739, p. 126
- ↑ Benson 2009, p. 134
- ↑ 10,0 10,1 Darrigol 2012, p. 79-80
- ↑ 11,0 11,1 Benson 2009, p. 132
- ↑ Balland 2007, p. 480
- ↑ Benson 2009, p. 174
- ↑ Moatti 2007, p. 35-37
- ↑ Balland 2007, p. 150
- ↑ Kovarski 2009, p. 569
- ↑ Kovarski 2009, p. 682
- ↑ Le guide des reflex numériques 2008: choisir, régler et utiliser les reflex, p. 71, a Google Books
Bibliografia modifica
- Algarotti, Francesco. Montalant. [llegir en línia, p. 126, a Google Books Le newtonianisme pour les dames] (en francès), 1739, p. 316.
- Balland, Bernard. Presses polytechniques universitaires romandes. [llegir en línia a Google Books Optique géométrique] (en francès), 2007, p. 860. ISBN 978-2-88074-689-6.
- Benson, Harris. De Boeck. [llegir en línia a Google Books Physique 3] (en francès), 2009, p. 226. ISBN 978-2-8041-0763-5.
- Deville, Achille. A. Morel et Cie. Histoire de l'art de la verrerie dans l'antiquité (en francès), 1871, p. 349.
- Goury, Guillaume Édmé Charles. Firmin Didot Frères. Recherches historico-monumentales (en francès), 1833, p. 600.
- Jomard, Édmé-François. Imprimerie Royale. Description de l'Egypte (en francès), 1818, p. 298.
- Kovarski, Caroline. Lavoisier. [Prisma òptic a Google Books L'opticien-lunetier] (en francès), 2009, p. 1634. ISBN 978-2-7430-1088-1.
- Libes, Antoine. Histoire philosophique des progrès de la physique (en francès), 1810, p. viii-291. OCLC 489639597.
- Moatti, Alexandre. Odile Jacob. [llegir en línia a Google Books Einstein, un siècle contre lui] (en francès), 2007, p. 305. ISBN 978-2-7381-2007-6.
Vegeu també modifica
Enllaços externs modifica
| A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Prisma òptic |
- «Carta de Newton contenint la seva nova teoria sobre la llum i el color» (en francès). Bibnum, 1672. [Consulta: 1r desembre 2023].