1.1.3. Одинарные отражательные призмы
Основными конструктивными элементами всех призм являются рабочие грани преломляющие и отражающие. Число рабочих граней и их взаимное расположение определяют ход светового пучка внутри призмы и все преобразования, которые при этом происходят. У плоских призм рабочие грани расположены так, что осевой луч проходит внутри призмы в одной плоскости. Эта плоскость называется главным сечением призмы.
Любая отражательная призма характеризуется углом отклонения световых лучей (), длиной хода луча в призме (d) и видом оборачивания изображения.
При расчете призм обычно рассматривают ход лучей в ее главном сечении. Геометрическая форма этого сечения определяет тип призмы.
В зависимости от числа отражающих граней и их расположения призма может давать прямое, полностью перевёрнутое, или зеркальное изображение.
Призмы с нечётным числом отражающих граней и ходом луча в одной плоскости дают зеркальное изображение предмета (рис.1.6, 1.9).
Призмы с чётным числом отражающих граней и ходом лучей в одной плоскости дают прямое изображение (рис.1.7, 1.8). Если у призмы с нечётным числом отражающих граней одну из них заменить двумя гранями, расположенными под прямым углом (т.е. «крышей»), то такая призма будет давать полное оборачивание изображения.
Обозначение отражательных призм
К
аждая
призма обозначается двумя буквами и
числом через знак тире. Первая буква
указывает на число отражающих граней
(А – одна, Б – две, В – три), вторая – на
ее конструкцию (Р – равнобедренная, П
– пента, У – полупента, С – ромбическая,
Л – Лемана, М – дальномерная), число
указывает угол отклонения осевого луча
в градусах.
В маркировке призм с «крышей» у первой буквы появляется индекс «к». Например, а – АкР – 900;
б – БкП – 900.
Если призма составная, то ее обозначают начальной буквой ее названия и числом градусов, на которое отклоняется осевой луч (например, составная призма Аббе обозначается А–0).
Для изготовления призм, работающих в видимой области спектра, обычно применяют бесцветное оптическое стекло марок К8, БК10.
С
оставные
призмы применяются в тех случаях, когда
типовые призмы не подходят для
проектируемой системы по габаритам или
углу отклонения, или нетехнологичны
(например, склеенные:
а – ВП–0, б
– ; составные: в
– призма Пехана, г
– Порро II
– рода).
Покрытия призм
Преломляющие грани призм, как правило, просветляют для увеличения коэффициента пропускания призмы.
Зеркальные покрытия отражающих граней призм предохраняются от разрушения с помощью нанесения на них тонкого слоя меди электролитическим методом и лака.
Нерабочие, матовые поверхности, призмы покрываются эмалью черного цвета для предотвращения рассеяния света.
1 .1.4. Построение хода осевого луча через призму
При расчете призм важно знать углы между гранями призмы для того, чтобы вычертить ход осевого луча. Осевой луч (рис.1.6 – 1.9), падающий нормально на первую преломляющую грань призмы, проходит через нее, не изменяя направление, и падает затем на первую отражающую грань. Проводя нормаль в точке падения этого луча на отражающую грань, определяем угол падения, откладываем равный ему угол отражения, направляя тем луч на следующую грань. Такое построение продолжаем до тех пор, пока луч не упадет на последнюю грань под углом падения, равным углу падения на первую грань (например, 0о) и через эту грань луч выйдет из призмы.
Необходимость нанесения зеркальных покрытий на отражающих гранях определяется сравнением углов падения осевого луча на отражающие грани призмы с углом полного внутреннего отражения, вычисленного по формуле (1.3.).
Если угол падения луча меньше угла полного внутреннего отражения для данной марки стекла, то на эту грань необходимо нанести зеркальное покрытие.