Conas a Oibríonn Prism? Solas, Athraonadh, agus Scaipeadh Mínithe

Oibríonn priosma trí sholas a lúbadh agus é ag dul tríd an ghloine, agus toisc go lúbann gach dath solais ar uillinn beagán difriúil, téann lucht leanúna an tsolais bháin amach i speictream iomlán infheicthe. Tá dhá phríomhphrionsabal fisiceacha i gceist leis an bpróiseas seo: athraonta agus scaipeadh . Le tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-idirghníomhaíonn an dá fhórsa seo mínítear gach rud ó bhogha ceatha sa spéir go turgnaimh léasair i saotharlann fisice.

Cad a Tharlaíonn Nuair a Théann Solas isteach i bpriosma

Nuair a thaistealaíonn ga solais ón aer go gloine, mhoillíonn sé. Tá gloine níos dlúithe go optúil ná aer, rud a chiallaíonn go ngluaiseann solas tríd ar luas níos ísle. Cruthaíonn an t-athrú luais seo go lúbann an ga solais ag an teorainn idir an dá ábhar. Tugtar an lúbadh seo athraonta .

Déanann Dlí Snells cur síos ar an méid lúbthachta, a deir go bhfuil an cóimheas idir sine na huillinne ionsaithe le sine na huillinne athraonta comhionann leis an gcóimheas idir luasanna an tsolais sa dá mheán. Go praiticiúil, lúbann solas i dtreo líne ingearach leis an dromchla agus é ag dul isteach i meán níos dlúithe agus lúbann sé uaidh agus é ag imeacht.

Múnlaítear priosma a bhfuil ar a laghad dhá dhromchla chothroma, uillinneacha air. Téann solas isteach trí aghaidh amháin agus amach trí aghaidh eile. Toisc nach bhfuil an dá dhromchla comhthreomhar, ní chealaítear an athraonadh a tharlaíonn ag an iontráil agus an bealach amach. Ina áit sin, cumaisc an dá athraonadh, lúbadh an solas a thuilleadh sa treo céanna.

Cén Fáth a Scairteann Solas Bán i Dathanna

Ní dath amháin é solas bán. Is meascán é de na dathanna go léir den speictream infheicthe, gach ceann acu lena thonnfhad féin. Tá tonnfhad de thart ar 380 go 450 nanaiméadar ag solas Violet, agus suíonn solas dearg ag an taobh eile ag thart ar 620 go 750 nanaiméadar.

Is é an mionsonraí criticiúil ná go mhoillíonn gloine tonnfhaid éagsúla de mhéideanna éagsúla. Moillíonn tonnfhaid níos giorra, cosúil le violet, níos mó taobh istigh den ghloine agus mar sin lúbann siad níos géire. Moillíonn tonnfhaid níos faide, cosúil le dearg, níos lú agus lúbann siad níos lú. Tugtar an éagsúlacht seo ar uillinn lúbthachta bunaithe ar thonnfhad scaipeadh .

I bpriosma gloine tipiciúil, tá an difríocht idir innéacs athraonta idir violet agus solas dearg thart ar Ó 0.02 Chun 0.05 , ag brath ar an gcineál gloine. Is leor an difríocht bheag sin chun na dathanna a scaipeadh isteach i mbogha ceatha infheicthe nuair a fhágann an solas an priosma.

Ord na nDathanna sa Speictream

Bíonn na dathanna le feiceáil i gcónaí sa seicheamh céanna toisc go lúbann siad i gcónaí ag méideanna seasta intuartha. Ón lúb is lú go dtí an chuid is mó lúbtha, is é an t-ordú:

• Dearg
• Oráiste
• Buí
• Glas
• Gorm
• Indigo
• Violet

Is é seo an t-ord céanna a fheictear i mbogha ceatha nádúrtha, áit a bhfeidhmíonn braoiníní uisce mar phriosmaí bídeacha san atmaisféar.

Ról an Cruth Prism

Níl cruth triantánach priosma caighdeánach de thaisme. Rialaíonn an uillinn ag APEX an triantáin, ar a dtugtar an uillinn APEX nó uillinn priosma, go díreach cé mhéad diall iomlán a théann an solas. Cruthaíonn uillinn APEX níos mó deighilt níos mó idir dathanna.

Tá uasuillinn de ag formhór na bpriosmaí taispeána 60 céim , a sholáthraíonn scaipeadh láidir agus sofheicthe gan gá le céimseata mhór. Sraonaíonn priosma 30 céim solas níos réidhe, agus tosaíonn uillinneacha os cionn 70 céim ag caillteanas suntasach solais mar gheall ar fhrithchaitheamh inmheánach ag na dromchlaí.

Tá ábhar an phriosma tábhachtach freisin. Tá innéacs athraonta níos airde ag gloine breochloiche dlúth ná gloine borosilicate caighdeánach, mar sin scaipeann sé dathanna níos láidre. Sin é an fáth go n-úsáideann ionstraimí optúla a dteastaíonn scaradh dath beacht uathu gloine atá ceaptha go speisialta seachas gloine gnáthfhuinneog.

Innéacs Athraonach i gcomparáid Trasna Dathanna

Cé go bhfuil cuma an-bheag ar na difríochtaí san innéacs athraonta ar pháipéar, cuireann siad leathadh dathanna atá le feiceáil go soiléir nuair a mhéadaíonn céimseata an phriosma iad trasna aghaidh an scoir.

An féidir le Prism Solas a Chomhcheangail Ar Ais Go Bán

Tá. Léirigh Isaac Newton é seo i 1666 tríd an dara priosma a chur bun os cionn i gcosán an speictrim scaipthe ón gcéad cheann. Rinne an dara priosma lúbadh gach dath ar ais ina ailíniú, ag athcheangal iad i léas amháin solais bháin. Chruthaigh an turgnamh seo dhá rud: tá gach dath i solas bán, agus ní chuireann an priosma féin dath leis an solas ach ní nochtann sé ach an méid a bhí ann cheana féin.

Tá an inchúlaitheacht seo tábhachtach i ndearadh optúil. Is féidir le córais a bhfuil gá leo tonnfhaid a scaradh le haghaidh anailíse iad a athcheangal níos déanaí gan aon chaillteanas faisnéise, ag glacadh leis gur optaic idéalach gan aon shaobhadh.

Úsáidí Praiticiúla na bPriosmaí Thar Scaradh Datha

Ní úsáidtear priosmaí ach chun boghanna báistí a chruthú. Freastalaíonn siad ar éagsúlacht feidhmeanna beachta in ionstraimí optúla agus teicneolaíochta.

Speictreascópacht

Úsáideann eolaithe speictriméadar priosma-bhunaithe chun anailís a dhéanamh ar an solas a astaítear nó a ionsúitear ag substaintí. Táirgeann gach eilimint sraith uathúil línte speictreach, ag gníomhú mar mhéarloirg. Úsáideann réalteolaithe an teicníocht seo chun comhdhéanamh ceimiceach na réaltaí atá na milliúin solasbhliain ar shiúl a chinneadh, gan sampla fisiceach a bhailiú riamh.

Déshúiligh agus Peireascóip

Úsáideann priosmaí dín agus priosmaí Porro taobh istigh de dhéshúiligh machnamh inmheánach iomlán seachas scaipeadh. Nuair a bhuaileann solas dromchla inmheánach na gloine ag uillinn níos géire ná an uillinn chriticiúil, léiríonn sé go hiomlán gan aon chaillteanas. Ligeann sé seo do dhéshúiligh an cosán optúil a fhilleadh i bhfoirm dhlúth agus gile agus treoshuíomh na híomhá a chothabháil.

Teileachumarsáid agus Optaic Snáithín

Úsáideann ilphléacsáil rannán tonnfhad i líonraí snáthoptaice comhpháirteanna scaipthe-bhunaithe a fheidhmíonn ar an gcaoi chéanna le priosmaí. Tarchuirtear bealaí éagsúla sonraí ar thonnfhaid éagsúla solais agus ansin déantar iad a dheighilt nó a chomhcheangal trí úsáid a bhaint as grátálacha díraonta nó eilimintí cosúil le priosma, rud a ligeann do shnáithín aonair méideanna ollmhóra faisnéise a iompar go comhuaineach.

Córais Ceamara agus Teilgeoir

Úsáideann físcheamaraí ardleibhéil priosmaí scoilteadh léasa chun solas isteach a roinnt ina cainéil dhearga, ghlasa agus ghorma ar leith, gach ceann díobh gafa ag braiteoir tiomnaithe. Táirgeann sé seo atáirgeadh datha níos cruinne ná córais aonbhraiteora a bhíonn ag brath ar eagair scagairí datha.

Mar a théann Uillinn Mhioncnaimh i bhfeidhm ar an Aschur

Cuireann an uillinn ag a mbuaileann solas dromchla an phriosma isteach go mór ar an toradh. Ag an uillinn diall íosta, téann an solas go siméadrach tríd an phriosma agus is é an scaipeadh is glaine. Ag uillinneacha minicíochta níos géire, d'fhéadfadh go rachadh roinnt tonnfhaid faoi fhrithchaitheamh inmheánach iomlán agus nach n-imeoidh siad an priosma ar chor ar bith.

Le haghaidh priosma gloine coróin 60-céim, tá an uillinn diall íosta thart 37 go 40 céim le haghaidh solas infheicthe. Ríomhann innealtóirí optúla é seo go beacht nuair a bhíonn ionstraimí á ndearadh acu chun a chinntiú go dtéann na tonnfhaid inmhianaithe tríd gan mórán saobhadh.

Má bhuaileann solas an dromchla ar uillinn ró-éadomhain, féadfaidh sé frithchaitheamh seachas dul isteach sa ghloine ar chor ar bith, feiniméan atá á rialú ag cothromóidí Fresnel. Bratuithe frith-mhachnaimh ar ardchaighdeán priosmaí optúla an caillteanas dromchla seo a íoslaghdú agus éifeachtacht tarchurtha a fheabhsú.

An Difríocht idir Priosmaí agus Grátaí Díraonta

Is féidir le priosmaí agus grátálacha díraonta araon solas a dheighilt ina thonnfhaid comhpháirte, ach déanann siad amhlaidh trí mheicníochtaí fisiceacha atá go hiomlán difriúil. Úsáideann priosma athraonta agus spleáchas tonnfhad an chomhéifeacht athraonta. Úsáideann gríl díraonta trasnaíocht tonnta solais atá scaipthe ó dhromchla atá clúdaithe leis na mílte línte comhthreomhara míne.

Go háirithe, déantar an t-ordú datha a aisiompú idir an dá cheann. I priosma, tá violet lúbtha an chuid is mó. I ngríl díraonta, díraontaítear dearg go dtí an uillinn is mó. Iarmhairt dhíreach ar an bhfisic bhunúsach i ngach cás is ea an difríocht seo.

Cén Fáth a Scaipeann Ábhair Roinnt Solas Níos Mó ná Eile

Déantar claonadh ábhair chun solas a scaipeadh a thomhas ag a uimhir Abbe. A uimhir Abbe íseal ciallaíonn scaipeadh ard, rud a chiallaíonn go scarann an t-ábhar dathanna go láidir. Ciallaíonn líon ard Abbe scaipeadh íseal. Tá uimhir Abbe timpeall 36 ag gloine breochloch dhlúth, agus tá gloine coróin borosilicate gar do 64.

I lionsaí ceamara, is gnách go mbíonn ard-scaipeadh neamh-inmhianaithe toisc go gcruthaíonn sé aberration crómatach, áit a ndíríonn dathanna éagsúla ar achair beagán difriúil agus go gcruthaíonn siad imeall nó doiléir. Comhcheanglaíonn dearthóirí lionsaí eilimintí déanta as gloine scaipthe ard agus íseal d’aon ghnó chun an earráid chromatach a chealú, teicníc ar a dtugtar ceartú achromatic.

I speictriméadar priosma, áfach, is é an scaipeadh ard go díreach atá uait. Dá láidre an scaipeadh, is amhlaidh is mó a leathnaíonn an speictream, rud a fhágann go mbeidh sé níos éasca idirdhealú a dhéanamh ar thonnfhaid atá spásáilte go dlúth.

Siopaí Bealaí Eochair

Scoilteann priosma solas bán isteach i speictream mar go mallaíonn gloine tonnfhaid éagsúla de mhéideanna éagsúla, rud a fhágann go ndéanann gach dath athraonadh ag uillinn uathúil. Cinntíonn céimseata triantánach an phriosma go lúbann athraonadh iontrála agus imeachta araon an solas sa treo céanna, ag méadú an deighilte. Is é an toradh ná tuar ceatha infheicthe a shíneann ó dhearg ag an gceann éadomhain go dtí an Violet ag an gceann géar.

1. Athraonadh cuireann an solas lúbadh agus é ag bogadh idir ábhair de dhlús optúil éagsúla.
2. Scaipeadh is cúis le tonnfhaid éagsúla lúbadh de réir méideanna difriúla laistigh den ábhar céanna.
3. Comhdhúile an cruth priosma an athraonta ag dhá dhromchla, ag cruthú deighilt infheicthe dathanna.
4. Tá an próiseas inchúlaithe go hiomlán, mar a léirigh Newton tríd an speictream a chomhcheangal le dara priosma.
5. Úsáidtear priosmaí i speictreascópacht, i gcórais íomháithe, i ndéshúiligh, agus i teileachumarsáid, ní hamháin i léirithe sa seomra ranga.