Este "prisma" é um prima recto cuja secção é o quadrilátero, ABCD, de ângulos:
A = 90°, B = 75°, C = 135° e D = 60°.
Seja i o ângulo do índice na face AB, r o ângulo emergente na mesma face.
Em utilização normal, ocorre reflexão total na face BC.
Seja a o valor do ângulo de reflexão nessa face, r' o ângulo de incidência em AD e i' o ângulo de emergência final.
Temos: sen (i) = N. sen (r); a = 75°- r, r' = 60° - r e N. sen (r') = sen (i').
O desvio total é: 90° + i - i'.
O sistema é regulado para que o desvio total seja igual a 90°.
É possível também estudar este prisma, considerando a justaposição de três prismas.
Um
prisma ABH (amarelo) de ângulo 30°, um prima rectângulo isósceles BHC (vermelho) têm reflexão
total e um segundo prima (azul) ACD de ângulo 30°.O conjuto é equivalente a um prisma de ângulo máximo de 60° e a um espelho.
Para que o prisma vermelho desvie o feixe de 90°, é preciso que a face BH seja abordada com uma incidência normal.
Assim, r = 30°. Consequentemente, r' = 30° e i' = i = i0.
Para o prisma equivalente (de ângulo 60°) esta condição corresponde ao mínimo de desvio com o máximo de dispersão espectral; esta configuração corresponde à configuração ideal de um prisma dispersivo.
Interesse deste prisma:
Para a incidência i0, (que corresponde
ao índice N0 e comprimento de onda λ0)
o desvio é exactamente igual a 90°.
Ao girar o prisma podemos obter vários comprimentos de onda
com um desvio total igual a 90°.
Se o eixo de rotação é o ponto P localizado em BC, tal que CP = BC/3, a posição do feixe emergente
é independente da orientação do prisma.
Este dispositivo permite, por simples rotação do prisma, modificar o comprimento de onda seleccionado
sem necessidade de modificar o resto da montagem óptica.
Actualmente, este prisma é muito utilizado como monocromador para as fontes de laser para duplicação de frequências.
A aplicação:
Desloque, com o auxílio do rato, o cursor verde para modificar a orientação do prisma. O dispositivo está regulado para que, se
φ = 0 a luz vermelha seja desviada 90°, o que poderá verificar utilizando o cursor.
Índices
utilizados: Vermelho 1,415; Verde 1,435; Azul 1,465; Indigo 1,485.
A dispersão é superior à de um prisma real "suprasil"
mas permite uma melhor visualização dos raios.
André BROCA (1863-1925) Professor de medicina em óptica fisiológica
Philippe
PELLIN: Fabricante de aparelhos científicos (entre 1870-1900)
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Fevereiro de 2011
