阿贝-柯尼棱镜

科技工作者之家 2020-11-17

阿贝-柯尼棱镜是反射型的光学棱镜,用于影像的倒置(旋转180°),经常使用于双筒望远镜和一些望远镜。这型棱镜是以恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)和艾伯特·柯尼(Albert Koenig)两人命名的。

简介阿贝-柯尼棱镜是反射型的光学棱镜,用于影像的倒置(旋转180°),经常使用于双筒望远镜和一些望远镜。这型棱镜是以恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)和艾伯特·柯尼(Albert Koenig)两人命名的。

阿贝-柯尼棱镜由两个玻璃棱镜胶合而成,形成对称的浅V字型组合。光线以垂直表面的方向进入,从30°的斜面产生全反射,然后从一个在底部的"屋顶"切口(两个平面以90°相交会之处)反射,然后光线再从对面的另一个30°的斜面产生全反射,再从垂直的表面射出。

全反射的净效应是将影像在水平和垂直的方向翻转,这造成影像做180°的旋转(没有改变偏手性),并且允许棱镜做为"图像架设系统"。不同于常用的双普罗棱镜,阿贝-柯尼棱镜不会偏移光线的入射线和出射线,使他更利于安置于一些仪器中,在设计上也不若双普罗棱镜那么庞大。

阿贝-柯尼棱镜有时就被简称为"屋顶棱镜",但这会造成模拟两可的状况,因为其他形式的屋顶棱镜,例如阿米西棱镜和施密特-别汉棱镜在设计时也会被使用到。

阿贝-柯尼棱镜的变形是将屋顶棱镜换成单面镀膜的反射镜镜面,这样的反射镜只会将影像做垂直方向的翻转,而不做横向的翻转,因此会改变影像的旋向性产生相反的感觉。1

棱镜棱镜,在光学中是一种透明的光学元件,抛光与平坦的表面能折射光线。正确的表面角度取决于应用上的需求,传统的几何形状是以三角型为基础长方形为边的三棱柱。在口头上提到棱镜时,通常都是指这种类型,但许多光学棱镜都不是这种形状的棱镜。只要是对波长透明的材料都可以用来制造棱镜,但传统上和外观上看都是以玻璃来制作。

棱镜可以将光线分裂成原来的成分,也就是光谱(在彩虹中的颜色),也可以用来反射或分裂成不同的偏振光。

光从一个介质移动到另一个介质时(例如,从空气到玻璃的棱镜),速度会改变。结果是,光的路径被弯曲,并且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改变和反射的比率由两个介质相互的折射率来决定。多数介质的折射率与光的波长或光的颜色有关,当由棱镜表面折射时,由于色散作用导致不同程度的颜色分离。

艾萨克·牛顿是第一个注意到棱镜将无色的光分裂出颜色的科学家。牛顿安置了第二个棱镜让分裂出颜色后的光线穿过,但是光的颜色不会再改变,因此他认为棱镜能分离颜色。他也利用透镜和第二个棱镜将彩虹重组成白光。这个实验在科学革命期间成为新科学方法很有名的一个例子。这个实验的结果显然改变了形而上学,导致约翰·洛克primary vs secondary quality distinction的崛起。

有时仅利用棱镜的表面反射而不是色散,如果在棱镜内部的光线抵达表面时的角度是陡峭的,便会产生全反射,所有的光线都会被反射回内部。这使棱镜在一些需要的情况下可以取代镜子的作用。2

双筒望远镜双筒望远镜(或直接简称双筒镜,也称之为野外镜)是将两个相同的或者镜像对称的望远镜并排连在一个架子上使得它们始终对准同一方向而制成的望远镜。使用者可透过它同时以双眼观察远处景象。双筒望远镜比单筒望远镜提供更高的深度和距离感。双筒镜也可以成由两个短的折射望远镜组合,用于观看遥远目标的设备。

最常见的双筒望远镜的大小正好适合双手托拿,它包括内部的反射系统,这个系统可以缩短望远镜的长度,使它短于透镜的焦距。此外它还可以增大物镜之间的距离来改善深度感。所有常见的双筒望远镜是伽利略式的,或者使用棱镜来呈现一个正像。

大的双筒望远镜比较重,不易稳定地拿住,因此一般被固定在三脚架上或其它支柱上。在第二次世界大战中美国制造过非常大的(10吨),其物镜的距离相当远的(15米)大型双筒望远镜来确定25公里以外的海上目标的距离。目前世界上最大的双筒望远镜是位于美国亚利桑那州的大双筒望远镜(Large Binocular Telescope,LBT)。2

相关条目棱柱

三角柱

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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