Призма* — в геометрии — см. Тела геометрические. Призма* в учении о свете называют часть прозрачного для света вещества, ограниченную двумя непараллельными плоскостями. Линию AB пересечения этих плоскостей (фиг. 1) называют преломляющим ребром Призма*, плоскость CDEF, противолежащую ребру — основанием Призма*, угол, составляемый плоскостями AFDB и CEAB — преломляющим углом Призма*, а плоскость KLM, проведенную перпендикулярно ребру, сечением Призма* Когда луч света ab (фиг. 2) попадает на Призма* под углом β к перпендикуляру N, то благодаря двукратному преломлению (см. это слово и Диоптрика) он проходит путь bcd, причем вышедший из Призма* луч cd отклоняется к основанию Призма* и составляет с перпендикуляром N' угол β', а с падающим лучом ab угол α, который называют углом отклонения и который с β, β' и преломляющим углом Призма* А связан зависимостью:

αζ = βζ + β ' — A ...(1).

По коэффициенту преломления n вещества можно вычислить β', зная β и A, причем зависимость между этими величинами выражается так:

Исследование этих зависимостей (1) и (2) показывает, что угол отклонения α получает наименьшее возможное для него значение тогда, когда β ' = β, т. е. когда луч проходит через Призма* симметрично. В этом случае мы говорим, что Призма* расположена относительно луча в минимуме отклонения, и тогда угол α связан с преломляющим углом A и коэффициентом преломления n более простой зависимостью:

Sin1/2(α + A) = nSin1/2A...(3),

которая дает возможность по измеренным углам A и α определить n; этим и пользуются для определения коэффициентов преломления вещества, изготовляя из последнего Призма* и определяя по A и α величину n.

Фиг. 1. Фиг. 2. Фиг. 3

Если на Призма* падает целый пучок лучей, то каждый из них отклоняется; так, лучи ab и ae (фиг. 2) выйдут по направлениям cd и fg; эти лучи, будучи продолжены обратно, пересекутся в некоторой точке a¹, которая называется изображением точки a, данной Призма*; действительно, глазу, помещенному в O, точка a покажется расположенной в a¹. В действительности, однако, направления всех отдельных лучей пучка, будучи продолжены обратно, пересекутся не в одной точке, а по двум перпендикулярным друг к другу весьма коротеньким линиям, расположенным на некотором расстоянии друг от друга около точки a'. Чем короче эти астигматические линии и чем меньше расстояние между ними, тем ближе совокупность их представится в виде точки и, следовательно, тем подобнее изображение a' будет самому предмету a. Математическое исследование показывает, что эти линии будут всего короче и расстояние между ними всего меньше, когда Призма* находится в минимуме отклонения. Ввиду сказанного — изображения, даваемые Призма* от предметов, вообще несовершенны; наиболее совершенным является изображение весьма удаленной прямой линии, параллельной ребру Призма*, которое, впрочем, хотя и вполне резко, но зато изогнуто в дугу, выпуклость которой направлена к основанию Призма* Исследование наиболее общего случая получения изображений Призма* является весьма сложным и было разработано Листингом, Гельмгольцем и Корню. Так как коэффициент преломления зависит от длины волны (цвета) луча (см. Диоптрика, Свет), то угол отклонения при прочих равных условиях будет неодинаков для лучей различной длины волны и белый луч, пройдя сквозь Призма*, выйдет разложенным в спектре (см.) в виде пучка разноцветных лучей. Этим свойством Призма* пользуются для получения и изучения спектров, употребляя либо Призма* вроде описанной выше, либо комбинации Призма*, которые хотя и разлагают белый луч, но не отклоняют его от первоначального направления (Призма* á vision directe; см. Спектроскоп). Наоборот, если желают при помощи Призма* лишь отклонить луч от его первоначального направления, не разлагая его, то пользуются ахроматическими Призма* (см. Диоптрика), составленными из комбинации двух Призма* разного вещества и разных преломляющих углов. Призма* составляют одну из важных составных частей многих оптических инструментов. Ими пользуются не только для отклонения лучей и для разложения их, но главным образом и для отражения лучей, применяя для последней цели Призма* с полным внутренним отражением (см. Диоптрика). Сечение такой Призма*, изображенное на фиг. 3, представляет прямоугольный равнобедренный треугольник. Лучи ab и cd, идущие от какого-либо отдаленного предмета, принимают перпендикулярно на катетную грань АС, через которую они проходят, не преломившись; затем они отражаются от гипотенузной грани AB и выходят из другой катетной грани СВ; при этом, как видно из чертежа, лучи отражаются, как от зеркала; можно показать, что в данном случае лучи, попадающие на грань АС даже не перпендикулярно к ней, все же выходят из СВ, не разложившись. Точно так же лучи, вошедшие сбоку в гипотенузную грань (фиг. 4), отразившись дважды от катетных граней, выйдут не разложившимися по направлению параллельному входящим лучам. На этих свойствах основано широкое применение Призма* с полным внутренним отражением в качестве зеркал (см., например, бинокли Цейсса в ст. Оптические инструменты), перед которыми они имеют значительные преимущества, так как отражающая поверхность их не портится и не тускнеет. Из многих других весьма замечательных свойств прямоугольных равнобедренных Призма* укажем еще на одно, находящее применение в землемерном деле. Если на катетную грань BC такой Призма* (фиг. 5) падает как-либо белый луч ab, то, преломившись у b, отразившись у c, снова отразившись от AB у d и преломившись снова у l, он выйдет неразложенным по направлению ef, всегда перпендикулярному к ab; этим свойством пользуются в геодезии для построения прямых углов и восстановления перпендикуляров к линиям на земной поверхности.

Фиг. 4. Фиг. 5. Фиг. 6.

Таким же свойством обладают и более сложные Призма*, применяемые для той же цели, например Призма* Прандля, изображенная на фиг. 6. Какой-либо луч ab, преломившись у b, отразившись у c и d и снова преломившись у e, выйдет неразложенным по направлению fe, всегда перпендикулярному к ab; для этого необходимо только, чтобы угол A равнялся 90°, а C — 45°. Призма* пользуются также для определения коэффициентов преломления вещества, из которого они изготовлены, а также других веществ. Для этого применяют либо способ, изложенный выше, либо другие, о которых см. Рефлектометры и Рефрактометры.

А. Г.

В действительности употребляемые в оптике Призма* суть прямые геометрические, с треугольным основанием или сечением, или — такие же Призма* с закругленными ребрами. Для жидкостей служат полые стеклянные Призма*, в которых преломляющие грани состоят из стеклянных плоских, с параллельными поверхностями, пластинок, прижатых оправой или приклеенных к стеклянному остову Призма* Иногда сплошная Призма* просверлена от одной преломляющей грани до другой, и отверстия зажаты пришлифованными к граням пластинками (Штейнгейль). Во всякой Призма* для жидкостей есть наверху отверстие для наливания жидкости. Для газов Призма* делаются из стеклянной трубки, срезанной по концам так, чтобы пришлифованные к срезам пластинки составляли очень тупой угол между собой. Внутренность трубки соединена с воздушным насосом.

Ф. Призма*