手機版|
二維碼|
五棱鏡的原理|結(jié)構(gòu)|發(fā)展
五棱鏡是有五個反射面的光學棱鏡，可以將入射的光線偏轉(zhuǎn)90°。進入的光線在棱鏡里面反射兩次，使方向改變90°，不但不會倒置，也不會改變影像的偏手性，普通的直角...[查看全部]
棱鏡的一個顯著特點是能夠模仿作為一個平面鏡系統(tǒng)，來模擬棱鏡媒介中的光反射。更換反射鏡組件可能是最有用的棱鏡應用，因為它們都折射或折疊光線和改變圖像同位。要實現(xiàn)類似單個棱鏡的效果，通常需要使用多個反射鏡。因此，用一個棱鏡來代替幾個反射鏡可減少潛在的校準錯誤，提高準確性和減少系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性。
棱鏡的發(fā)現(xiàn)牛頓在1666年發(fā)現(xiàn)光的色散現(xiàn)象，而中國人在這一方面又領(lǐng)先于外國人。中國人在公元10世紀，把經(jīng)日光照射以后的天然透明晶體叫做“五光石”或“放光石”，認識到“就日照之，成五色如虹霓”。這是世界上對光的色散現(xiàn)象的最早認識。它表明人們已經(jīng)對光的色散現(xiàn)象從神秘中解放出來，知道它是一種自然現(xiàn)象，這是對光的認識的一大進步。比牛頓通過三棱鏡把日光分成七色，說明白光是由這七色光復合而成的認識早了七百年。
棱鏡是透明材料制成的多面體，是重要的光學元件。光線入射出射的平面叫側(cè)面，與側(cè)面垂直的平面叫主截面。根據(jù)主截面的形狀可分成三棱鏡、直角棱鏡、五角棱鏡等。三棱鏡的主截面是三角形，有兩個折射面，它們的夾角叫頂角，頂角所對的平面為底面。
根據(jù)折射定律光線經(jīng)過三棱鏡，將兩次向底面偏折，出射光線與入射光線的夾角q叫做偏折角。其大小由棱鏡介質(zhì)的折射率n和入射角i決定。當i固定時，不同波長的光有不同的偏折角，在可見光中偏折角最大的是紫光，最小的是紅光。
棱鏡的作用1、常用數(shù)碼設(shè)備：照相機、閉路電視、投影機、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝錄機、CCD鏡頭及各類光學設(shè)備。
2、科學技術(shù)：望遠鏡、顯微鏡、水準儀、指紋儀、槍 械瞄準鏡、太陽能轉(zhuǎn)換器及各類測量儀器。
3、醫(yī)療儀器：膀胱鏡、胃鏡及各類激光治療設(shè)備。
現(xiàn)代生活中，棱鏡被廣泛應用于數(shù)碼設(shè)備、科學技術(shù)、醫(yī)學儀器等領(lǐng)域。一些光學實驗也離不開棱鏡。消費者可以去當?shù)毓鈱W儀器銷售點進行購買。當然，在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，我們也可以通過網(wǎng)絡(luò)購物來買到所需要的東
... 查看全文棱鏡共有四種主要類型：色散棱鏡、偏轉(zhuǎn)或反射棱鏡、旋轉(zhuǎn)棱鏡和偏移棱鏡。偏轉(zhuǎn)、偏移和旋轉(zhuǎn)棱鏡常用于成像應用;擴散棱鏡專用于色散光源，因此不適合用于要求優(yōu)質(zhì)圖像的任何應用。
棱鏡的主要類型色散棱鏡：
根據(jù)棱鏡基片的波長和反射率，棱鏡色散取決于棱鏡的幾何及其折射率色散曲線。最小偏向角決定入射光線和投射光線之間的最小夾角。綠色光的波長偏離超過紅色，藍色比紅色和綠色多;紅色通常定義為656.3nm，綠色為587.6nm和藍色為486.1nm。
偏轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)和偏移棱鏡：
偏轉(zhuǎn)光線路徑的棱鏡，或?qū)D像從其原始軸偏移，在很多成像系統(tǒng)中很有幫助。光線通常在45°、60°、90°和180°角度偏轉(zhuǎn)。這有助于聚集系統(tǒng)大小或調(diào)整光線路徑而不影響其余的系統(tǒng)設(shè)置。旋轉(zhuǎn)棱鏡，例如道威棱鏡，用于旋轉(zhuǎn)倒位后的圖像。偏移棱鏡保持光線路徑的方向，還會將其關(guān)系調(diào)整為正常。
反射棱鏡反射棱鏡的工作原理實際上是光的反射定律和折射定律。光在相同介質(zhì)中發(fā)生反射時，其反射角和入射角相等;光由一種介質(zhì)垂直兩介質(zhì)平面入射到另一種介質(zhì)時，不會發(fā)生折射。
在采用一個反射棱鏡時，儀器接收到的返回光量會減弱。實際應用中在進行長距離測量時使用多個反射棱鏡。常用的棱鏡有：單棱鏡;3棱鏡;9棱鏡;簡易棱鏡;標桿單棱鏡等。
在利用反射棱鏡(或者反射片)作為反射物進行測距時，反射棱鏡接收全站儀發(fā)出的光信號，并將其反射回去。全站儀發(fā)出光信號，并接收從反射棱鏡反射回來的光信號，計算光信號的相位移等，從而間接求得光通過的時間，最后測出全站儀到反射棱鏡的距離。
色散棱鏡17世紀中后期，在一個三角形棱鏡的折射和色散是由英國物理學家艾薩克·牛頓爵士的第一個示范。
在一般情況下，有兩個或兩個以上的平面取向有利的折射而不是反射的入射光束的方式。當一條光線發(fā)射色散棱鏡的表面，折射后，進入根據(jù)斯涅耳定律，然后通過玻璃，直到達到所述第二接口。再次，
... 查看全文棱鏡在視光儀器中應用比較廣泛，棱鏡應用在綜合驗光儀上，可用來雙眼視功能的檢查及隱斜的測量和定量，棱鏡還可應用在訓練器上，如雙筒式正位視訓練器，主要結(jié)構(gòu)是雙片異向旋轉(zhuǎn)三棱鏡組，可用于斜視的矯治。
棱鏡的臨床應用隨著視光學的發(fā)展，棱鏡在視光學及臨床上應用也越來越常見。它主要用于診斷和治療一些眼科疾患，尤其是眼外肌疾患。
棱鏡可在雙眼視功能檢查中用來檢查隱性斜視、斜視，檢查雙眼的垂直、水平聚散度，訓練眼外肌，并根據(jù)原則直接用棱鏡處方配合屈光矯正，還可以改善雙眼視功能，減少視疲勞，提高立體視精確度。棱鏡在近視預防中，無論調(diào)節(jié)性近視還是真性近視，都是由于人眼長期在近環(huán)境工作時，所引起的眼內(nèi)外肌三聯(lián)運動中的近反射所形成。
因此，防止近視的根本途徑應是反其道而行之，設(shè)法營造遠反射的條件。用棱鏡式組合透鏡能夠使人在讀寫時有效地放松睫狀肌、內(nèi)外直肌，消除調(diào)節(jié)和集合的緊張狀態(tài)，可將視近作業(yè)時眼睛的會聚狀態(tài)改變成望遠平行狀態(tài)，通過望遠鍛煉消除引發(fā)近視的環(huán)境因素隱患、提高遠視力、整合和優(yōu)化眼屈光系統(tǒng)的方式來預防和安全治療近視眼。
大多數(shù)人的戴鏡習慣是只配一副眼鏡，既看遠也看近，特別是學生，長時間用看遠的眼鏡看近，眼肌單向用力，勢必會造成眼肌高度疲勞，加快近視增長，時間一長，假性近視變成了真性近視。用棱鏡矯正近視的原理是根據(jù)人眼的生理結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整眼鏡的屈光度和棱鏡度組合的方法，使青少年在長時間閱讀和寫作時佩戴，人為地在看近區(qū)域，通過棱鏡的屈光原理，創(chuàng)造看遠的視覺效果，從而增加視覺舒適感，有效地預防和抑制近視快速增長。
棱鏡式組合透鏡針對青少年因長時間近距離讀寫所導致的近視，根據(jù)視覺生理學原理，針對近視眼發(fā)病機制——眼外肌壓迫、屈光調(diào)節(jié)，加用凸透鏡代替和放松眼部調(diào)節(jié)，緩解眼疲勞，從而減少晶狀體相對凸起程度;采用基底向內(nèi)三棱鏡，能減輕集合，解除了眼外肌對眼球的壓迫，降低眼壓
... 查看全文三棱鏡是橫截面積為三角形的三棱柱狀的透明體。當復色光穿過棱鏡時，由于棱鏡對不同顏色的光的折射率不同，會使它們散開，這就是三棱鏡的色散作用。三棱鏡是一種分光元件，可制成分光儀、單色儀、光譜儀等光學儀器。
三棱鏡的結(jié)構(gòu)三棱鏡簡稱棱鏡，是由玻璃透明體各平面相交而成的三角柱形體，一般所見的主切面為三角形，其結(jié)構(gòu)有面、棱、頂角、底、底頂線等之分。
1、屈光面：眼用棱鏡大多很薄，用其兩斜平面為光線通過面，稱為屈光面。
2、棱(主棱)：棱是棱鏡兩個屈光面的交線，又稱為頂。
3、頂角：頂角是指兩屈光面相交而成的角。
4、底：與棱相對的一面稱為底。
5、主切面：垂直于主棱的切面稱為主切面。
6、底頂線：底頂線是指通過頂且垂直于底的直線。
7、偏向角：入射光線與出射光線的夾角稱為三棱鏡的偏向角。
三棱鏡的光學特性1、棱鏡的折光性。入射光線通過棱鏡時發(fā)生屈折偏斜，屈折后的光線折向其底部。棱鏡雖改變光束行進方向，但不改變其聚散度，即無集合或分散光線的作用。如入射光線為平行光線，其出棱鏡時亦呈平行;入射光線為分散光線，出棱鏡時亦為分散。
2、無聚焦能力，無焦點，所以不能成實像，其對影像的作用與平面鏡相似，只能成虛像。
3、通過三棱鏡觀察物體，發(fā)覺視物向尖端移位。
4、三棱鏡是組成一切眼用球面透鏡和柱面透鏡的最基本的光學單元。正球面透鏡是由底相對的大小不同的三棱鏡旋轉(zhuǎn)所組成;負球面透鏡是由頂相對的大小不同的三棱鏡旋轉(zhuǎn)所組成。正柱面透鏡是由底相對的大小不同的三棱鏡單向排列組成;負柱面透鏡是由頂相對的大小不同的三棱鏡單向排列組成。
三棱鏡的用途三棱鏡為楔狀形的鏡片，由兩個斜面和一個底面組成。光線通過三棱鏡后向基底方向屈折，但不能聚焦。眼鏡所用的三棱鏡度數(shù)較低。
臨床上辨認三棱鏡的方法：可利用三棱鏡向基底屈折光線的作用，通過三棱鏡看物體(例如一條直線)向尖端移位，即可辨認三棱
... 查看全文五棱鏡是有五個反射面的光學棱鏡，可以將入射的光線偏轉(zhuǎn)90°。進入的光線在棱鏡里面反射兩次，使方向改變90°，不但不會倒置，也不會改變影像的偏手性，普通的直角棱鏡則會導致影像與改變偏手性，五棱鏡多用于單反相機取景的反光裝置。
五棱鏡的歷史1948年，有一個廠商在相機頂上畫了一個圈，東德蔡司(也叫耶納蔡司，是2戰(zhàn)之后美蘇分裂德國的產(chǎn)物)生產(chǎn)了史上第一臺五棱鏡平視取景單反相機Contax S，它最終確立了135單反相機的典型結(jié)構(gòu)，一個鏡頭，有一個反光鏡，然后有一塊五棱鏡將光路回轉(zhuǎn)了一下，一方面將俯視光路變成平視，另一方面將取景的像左右正過來(俯視取景的時候像是左右相反的)，目前最先進的數(shù)碼單反相機，從取景的基本結(jié)構(gòu)上來講，與它1948年的先祖完全沒有區(qū)別的。
五棱鏡內(nèi)的反射并非由完全內(nèi)反射造成，由于光束是以少于臨界角進入，兩個反射面是鍍上反射物料以造成鏡面的反射效果，而兩個傳遞面則鍍上防反光涂層以減低反射。五棱鏡第5面則在光學上不會被使用，現(xiàn)代相機上使用的五棱鏡則常常會在反射面上以真空鍍膜技術(shù)鍍上一層銀膜并且在外面覆蓋黑色的保護涂層以加強反射效果。
理論上講，五棱鏡的反射視野率是100%的，不過限于成本和機內(nèi)空間還有產(chǎn)品的市場定位等等原因，大多數(shù)單反相機的視野率并不會做到100%(取景器視野率也是區(qū)分專業(yè)和準專業(yè)機身的一個標桿)，近年來在廠商喪心病狂的削減成本的做法下，還出現(xiàn)了以五面鏡代替五棱鏡組成光路的單反相機，這種相機的取景器常常會顯得比較暗淡，不如五棱鏡那么明亮。
五棱鏡的原理五棱鏡的原理是在棱鏡內(nèi)部的反射不是全反射造成的，因為入射光線在反射時的角度小于臨界角，也就是全反射的最小角度，所以兩個反射面都要鍍成反射鏡面;入射與出攝的面則要鍍上防反射膜以減少反射。第五個面雖然沒有用到，但與兩個反射面的夾角都是鈍角(大于直角的內(nèi)角)。
五棱鏡的變型是屋
... 查看全文
