阿贝棱镜

科技工作者之家 2020-11-17

阿贝棱镜是以发明者德国物理学家恩斯特·阿贝命名的光学元件,是与贝林-布洛卡棱镜相似的类型,有固定偏向角度的色散棱镜。

简介阿贝棱镜是以发明者德国物理学家恩斯特·阿贝命名的光学元件,是与贝林-布洛卡棱镜相似的类型,有固定偏向角度的色散棱镜。

这种棱镜是三个角分别为30°-60°-90°的直角玻璃镜块,在使用时,光束由AB面进入,经折射后从BC面全反射向AC面, 在AC面折射后射出。这种棱镜被设计成特定波长的光在离开棱镜时会偏转60°(相对于原来的方向)。这是棱镜的最小偏向角,其他波长的光线会偏离更大的角度。参考右图,以边AB上的任何一个点O为轴心旋转棱镜,就可以选择何种波长将被偏离60°。

不要将用于色散的阿贝棱镜和非色散的普罗-阿贝棱镜和阿贝-柯尼棱镜混淆在一起。1

恩斯特·阿贝恩斯特·卡尔·阿贝Ernst Karl Abbe,1840年1月23日-1905年1月14日)德国物理学家、光学家、企业家。

1840年出生于德国埃森纳赫。由于有他父亲的雇主的支持,恩斯特·阿贝能够接受中等教育,并取得了大学入学资格,一般来说那是需要相当好的成绩。当他离开学校时,他的科学天分与坚强的意志力是明显的。尽管家里的经济不是很好,恩斯特·阿贝的父亲还是决定支持他在耶拿大学(1857–1859)和哥廷根大学(1859–1861)的研究。在他是学生的期间,他当了家教以改善收入。他父亲的雇主持续的在资助他。1861年3月23日他取得哥廷根大学博士。1863年8月8日他在耶拿大学成为了一个合格的讲师。1870年任耶拿大学物理学教授。1878年任耶拿天文台主任。后来恩斯特·阿贝加入蔡司公司从事显微镜的设计和研究,对显微镜理论有重要的贡献,因此成为卡尔·蔡司的合作人。恩斯特·阿贝对光学玻璃有奠基的研究。1884年,恩斯特·阿贝和奥托·肖特在耶拿创建肖特玻璃厂。1886年恩斯特·阿贝聘请光学设计家保罗·儒道夫为光学设计部主任。

1888年,卡尔·蔡司逝世,恩斯特·阿贝成为了蔡司公司的东主。1905年恩斯特·阿贝在耶拿逝世,终年64岁。

除了在光学的贡献,恩斯特·阿贝有感当时工人所受的刻苦待遇,便在蔡司公司推行每天工作8小时、有薪假期、有薪病假、退休金等制度,成为现代雇员保障制度的先导者。2

贝林-布洛卡棱镜贝林-布洛卡棱镜是类似于阿贝棱镜的固定偏向色散棱镜。

这款棱镜是以发明者,法国的仪器制造者贝林博士和物理光学教授布洛林的名字命名的。

棱镜被塑造成有4个平面的方块,各边正确的角度依序为90°、75°、135°、和60°。光线由AB面入射,从BC面全反射,然后从AD面离开棱镜。对特定波长的光,进入之后经过折射在射出时,可以正确的偏转90°。以BC平面三分之一处的O点为轴心旋转,就可以选择偏转90°的波长,而不需要改变入射光、出射光与棱镜之间的几何关系(相对位置)。

这种棱镜常用在包含多种波长,而从其中分离出一束指定波长的光,像是从经过非线性变频之后的多波段激光中分离出所需要的波长。因此,也常用在光学中的原子分光学。3

色散 (光学)在光学中,对于不同波长的光,介质的折射率n(λ)也不同。这使自然光(由多种波长的光混合组成)在穿过不同的介质时发生折射现象,组成自然光的不同波长的光线分离,这种现象称为自然光的色散,简称光的色散。这里的自然光是指正常人类用眼睛能看到的光。一般来说,光的波长越小,折射率越大:(在自然光中)紫色光折射率最大,红色光折射率最小(见右图)。

光的色散现象说明光在介质中的速度 v=c/n(或折射率n)随光的频率f 而变。光的色散证明了光具有波动性。光的色散现象是人类了解并探索光和光的特性的基本实验现象。可以使用三棱镜、衍射光栅、干涉仪等实验装置来进行光的色散实验。3

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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