Prismas
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DEFINICIÓN
Un prisma es un medio transparente limitado por caras planas no paralelas con el que se producen reflexiones, refracciones y descomposiciones de la luz. Una vez que la luz entra en el prisma, ésta puede ser reflejada una o más veces antes de salir del mismo.
El prisma es un poliedro limitado por dos polígonos iguales yparalelos llamados bases y varios paralelogramos llamados caras laterales. Se denomina prisma recto a aquel prisma que posee sus bordes laterales perpendiculares a la base; en el caso de que no lo sean, se trata de un prisma oblicuo:
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Prisma recto Prisma oblicuo
En función que la disposición geométrica que posea la base del prisma, podemoshacer la siguiente clasificación: prisma triangular, pentagonal y paralelepípedo. Para calcular el volumen de cualquier prisma es igual al área de su base por su altura.
Un prisma óptico está hecho de un material transparente y refractante de la luz, como por ejemplo el vidrio; se usa cómo componente simple de instrumentación óptica, fundamentalmente para
1. Cambiar la dirección de laluz.
2. Lograr la rotación o inversión de una imagen.
3. Dispersar la luz en sus colores constituyentes.
Debido al hecho de estar ambas caras orientadas según un ángulo, las normales correspondientes no son paralelas y el rayo emergente se desvía respecto del incidente.
Una aplicación importante de un prisma es dispersar la luz.
Cuando entra por la cara deun prisma ésta es refractada. El índice de refracción depende de la longitud de onda, esto hace que la luz sea refractada con diferentes ángulos y, posteriormente se disperse en un espectro de colores. Cuando la luz alcanza la segunda cara del prisma ésta es refractada otra vez y, la dispersión inicial puede ser añadida o cancelada dependiendo del ángulo del prisma. Una combinación de prismas enserie puede aumentar la cantidad de luz dispersada.
Los prismas de dispersión han sido usados en monocromadores y en instrumentación espectroscópica. Con dos prismas de diferentes materiales, es posible obtener una desviación de la luz sin dispersión (prisma acromático) o dispersión sin desviación.
El prisma óptico fue utilizado por Isaac Newton en la construcción de su teoría delos colores según la cual la luz blanca es la superposición de siete colores diferentes: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Experimentos realizados con rayos de luz solar y prismas ópticos permitieron a Newton llegar no sólo a demostrar el carácter compuesto de la “luz blanca”, sino a explicar el fenómeno de la dispersión cromática óptica.
[pic]Desde Newton se sabe que el prisma presenta un índice de refracción distinto para cada componente de la luz blanca, por lo que cada color viaja dentro del prisma a diferente velocidad. Ello da lugar, según la ley de Snell, a desviaciones de diferente magnitud para cada uno de los componentes que inciden en el prisma en forma de luz blanca y emergen de él ya descompuestos formando los llamadoscolores del arco iris. Estas diferentes clases de luz definen la gama conocida como espectro visible.
Ley de Snell
Las leyes de Snell constituyen las aproximaciones de la óptica geométrica para el cálculo de los ángulos de reflexión y refracción de la luz. La primera ley de Snell, conocida también como ley de la reflexión, simplemente manifiesta que:
θi=θrEs decir, que el ángulo de incidencia de un rayo es igual al ángulo de reflexión, midiendo ambos ángulos respecto a la normal de la superficie:
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La segunda ley de Snell, conocida también como ley de la refracción, indica que:
n1sin(θ1)=n2sin(θ2)
donde n1 y n2 son los índices de refracción de los medios 1 y 2, respectivamente.
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En...
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