Prizmalar - Uğur Optik
/ Optik Eğitimlerimiz / Prizmalar
Kırılma indisinin başka bir özelliğide gelen ışığın dalgaboyuna bağlı olmasıdır.
Şekilde görüldüğü gibi camdan yapılmış bir prizma üzerine gelen beyaz ışık (çeşitli dalgaboylarının bir karışımı olup, bütün renkleri içerir.) prizmanın birinci yüzünde kırılarak renklerine ayrılır, ikinci yüzünden de kırıldıktan sonra, renklerin ayrışımı daha belirgin hale gelir.
Beyaz Işığın Renklerine Ayrılması ve Prizmalar
Beyaz ışığın renklerine ayrılması kırılma indisinin gelen ışığın dalgaboyuna bağlı olmasının bir sonucudur.
Bazı ortamlarda kırılma indisinin dalgaboyuna göre değişimi doğrusala yakınken, bazı ortamlarda doğrusallıktan oldukça sapar.
Bu tür ortamlara dağıtıcı (dispersif) ortamlar denir.
Dalgaboyuna bağlı olarak camın kırılma indisi
Beyaz ışık polikromatik (çok renkli) ışık olarak da tanımlanmaktadır.
Tek renkli yani tek dalgaboylu ışığa ise monokromatik ışık adı verilir.
Genellikle optik sistemlerin araştırılması ile ilgili yapılan çalışmalarda tek renk veren lambalar tek renkli ışık kullanılmaktadır.
Beyaz ışık önüne bir prizma konularak renklerine ayrılır. Aynı özelliklere sahip ikinci bir prizma ters yönde yerleştirildiğinde tekrar beyaz ışık elde edilir.
Huygens 1678'de tamamen geometrik bir yapıda ışığın dalga kuramını geliştirdi.
Bu kurama göre, verilen bir dalga yüzeyinin ilk konumu biliniyorsa, herhangi bir zaman sonra dalga yüzeyinin nerede olacağını belirtir.
Huygens ilkesine göre bir dalga yüzeyindeki bütün noktalar, ikincil küresel dalgalar doğuran noktasal kaynaklar gibi düşünülebilir
Huygens bu kurama dayanarak yansıma ve kırılma yasalarını açıkladı.
Bir prizma, bir monokromatik ışık kullanılarak genel olarak saydam bir katının kırılma indisini ölçmede kullanılmakla birlikte prizma şeklindeki saydam bir kaba sıvı konularak sıvının kırılma indisi de belirlenmektedir.
Işığın Kırılmasının Prizma Kullanılarak Ölçülmesi
Burada tepe açısı (kıran açısı) bilinir ve ölçülürse, prizmayı oluşturan dağıtıcı (dispersif) maddenin kırılma indisi belirlenir.
'i ölçmede prizma spektrometresi denilen bir düzenek kullanılır.
Bu düzenekte, prizmaya gelen örneğin, sodyum sarı ışığı bir yarıktan geçirilerek ince bir demet haline getirilir.
Döner bir açı ölçer (ganyometre) üzerine yerleştirilen prizmadan çıkan ışınlar bir teleskopla gözlenir.
Kırılma indisi büyük prizmalar ışığa geniş bir sapma verirken, kırılma indisi küçük prizmalar ise daha büyük bir dağınım verebilir.
Dağınım, görünür bölgedeki komşu üç renkle karakterize edilir ki buna Fraunhofer çizgileri denir.
Dağıtma gücünün tersine Abbe sayıları denilmektedir.
Kıran açıları uygun seçilen iki prizmanın birinin tabanı diğerinin kıran açısı yanına gelecek şekilde yanyana konursa, bir ışık demeti sapar ancak neredeyse renklerine ayrılmaz.
Bu prizma sistemine renksemez (akromatik) prizma denir.
Crown camından yapılmış Crown prizmasının kıran açısı saptırması Flint camından yapılmış Flint prizmasının saptırmasına eşit olacak şekilde sapma açısı küçültülürse, sapma olmaksızın ışığı renklerine ayrıştıran bir sistem elde edilir;
Bu tür prizma sistemine direkt görüşlü prizma denir ve bu prizmalar spektrumların incelenmesinde kullanılırlar.
Bir ışık demetinin geliş doğrultusundan sapması (cm/m) boyutunda da tanımlanmaktadır.
Bu tanıma göre ışığın geliş doğrultusuna dik ve 1 m ötede bulunan bir perde üzerinde 1 cm lik yatay bir sapmayı ifade eder.
Bu sapma miktarına 1 prizmatik diyoptri veya 1 D denir.
Bu prizmatik sapma P =100 cm/m şeklinde verilir.
Sarı ışık,Crown camından imal edilmiş tepe açısı =10 olan hava ortamındaki prizmadan geçtiğinde P = 0,913 D sapma yapar.