棱镜的原理|分类|用途

　　棱镜的一个显着特点是能够模仿作为一个平面镜系统，来模拟棱镜媒介中的光反射。更换反射镜组件可能是Z有用的棱镜应用，因为它们都折射或折叠光线和改变图像同位。要实现类似单个棱镜的效果，通常需要使用多个反射镜。因此，用一个棱镜来代替几个反射镜可减少潜在的校准错误，提高准确性和减少系统的规模和复杂性。

　　牛顿在1666年发现光的色散现象，而ZG人在这一方面又领xian于外国人。ZG人在公元10世纪，把经日光照射以后的天然透明晶体叫做“五光石”或“放光石”，认识到“就日照之，成五色如虹霓”。这是世界上对光的色散现象的Z早认识。它表明人们已经对光的色散现象从神秘中解放出来，知道它是一种自然现象，这是对光的认识的一大进步。比牛顿通过三棱镜把日光分成七色，说明白光是由这七色光复合而成的认识早了七百年。

　　棱镜是透明材料制成的多面体，是重要的光学元件。光线入射出射的平面叫侧面，与侧面垂直的平面叫主截面。根据主截面的形状可分成三棱镜、直角棱镜、五角棱镜等。三棱镜的主截面是三角形，有两个折射面，它们的夹角叫顶角，顶角所对的平面为底面。

　　根据折射定律光线经过三棱镜，将两次向底面偏折，出射光线与入射光线的夹角q叫做偏折角。其大小由棱镜介质的折射率n和入射角i决定。当i固定时，不同波长的光有不同的偏折角，在可见光中偏折角Zda的是紫光，Z小的是红光。

　　1、常用数码设备：照相机、闭路电视、投影机、数码相机、数码摄录机、CCD镜头及各类光学设备。

　　2、科学技术：望远镜、显微镜、水准仪、指纹仪、枪 械瞄准镜、太阳能转换器及各类测量仪器。

　　3、YL仪器：膀胱镜、胃镜及各类激光ZL设备。

　　现代生活中，棱镜被广泛应用于数码设备、科学技术、医学仪器等领域。一些光学实验也离不开棱镜。消费者可以去当地光学仪器销售点进行购买。当然，在互联网经济飞速发展的今天，我们也可以通过网络购物来买到所

　　棱镜共有四种主要类型：色散棱镜、偏转或反射棱镜、旋转棱镜和偏移棱镜。偏转、偏移和旋转棱镜常用于成像应用;扩散棱镜专用于色散光源，因此不适合用于要求优质图像的任何应用。

　　色散棱镜：

　　根据棱镜基片的波长和反射率，棱镜色散取决于棱镜的几何及其折射率色散曲线。Z小偏向角决定入射光线和投射光线之间的Z小夹角。绿色光的波长偏离超过红色，蓝色比红色和绿色多;红色通常定义为656.3nm，绿色为587.6nm和蓝色为486.1nm。

　　偏转、旋转和偏移棱镜：

　　偏转光线路径的棱镜，或将图像从其原始轴偏移，在很多成像系统中很有帮助。光线通常在45°、60°、90°和180°角度偏转。这有助于聚集系统大小或调整光线路径而不影响其余的系统设置。旋转棱镜，例如道威棱镜，用于旋转倒位后的图像。偏移棱镜保持光线路径的方向，还会将其关系调整为正常。

　　反射棱镜的工作原理实际上是光的反射定律和折射定律。光在相同介质中发生反射时，其反射角和入射角相等;光由一种介质垂直两介质平面入射到另一种介质时，不会发生折射。

　　在采用一个反射棱镜时，仪器接收到的返回光量会减弱。实际应用中在进行长距离测量时使用多个反射棱镜。常用的棱镜有：单棱镜;3棱镜;9棱镜;简易棱镜;标杆单棱镜等。

　　在利用反射棱镜(或者反射片)作为反射物进行测距时，反射棱镜接收全站仪发出的光信号，并将其反射回去。全站仪发出光信号，并接收从反射棱镜反射回来的光信号，计算光信号的相位移等，从而间接求得光通过的时间，Z后测出全站仪到反射棱镜的距离。

　　17世纪中后期，在一个三角形棱镜的折射和色散是由英国物理学家艾萨克·牛顿爵士的diyi个示范。

　　在一般情况下，有两个或两个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。当一条光线发射色散棱镜的表面，折射后，进入根据斯涅耳定律，然后通过玻璃，直到达到所述第二接口。再

　　棱镜在视光仪器中应用比较广泛，棱镜应用在综合验光仪上，可用来双眼视功能的检查及隐斜的测量和定量，棱镜还可应用在训练器上，如双筒式正位视训练器，主要结构是双片异向旋转三棱镜组，可用于斜视的矫治。

　　随着视光学的发展，棱镜在视光学及临床上应用也越来越常见。它主要用于诊断和ZL一些眼科疾患，尤其是眼外肌疾患。

　　棱镜可在双眼视功能检查中用来检查隐性斜视、斜视，检查双眼的垂直、水平聚散度，训练眼外肌，并根据原则直接用棱镜配合屈光矫正，还可以改善双眼视功能，减少视疲劳，提高立体视精确度。棱镜在近视预防中，无论调节性近视还是真性近视，都是由于人眼长期在近环境工作时，所引起的眼内外肌三联运动中的近反射所形成。

　　因此，防止近视的根本途径应是反其道而行之，设法营造远反射的条件。用棱镜式组合透镜能够使人在读写时有效地放松睫状肌、内外直肌，消除调节和集合的紧张状态，可将视近作业时眼睛的会聚状态改变成望远平行状态，通过望远锻炼消除引发近视的环境因素隐患、提高远视力、整合和优化眼屈光系统的方式来预防和安全ZL近视眼。

　　大多数人的戴镜习惯是只配一副眼镜，既看远也看近，特别是学生，长时间用看远的眼镜看近，眼肌单向用力，势必会造成眼肌高度疲劳，加快近视增长，时间一长，假性近视变成了真性近视。用棱镜矫正近视的原理是根据人眼的生理结构，通过调整眼镜的屈光度和棱镜度组合的方法，使青少年在长时间阅读和写作时佩戴，人为地在看近区域，通过棱镜的屈光原理，创造看远的视觉效果，从而增加视觉舒适感，有效地预防和YZ近视快速增长。

　　棱镜式组合透镜针对青少年因长时间近距离读写所导致的近视，根据视觉生理学原理，针对近视眼发病机制——眼外肌压迫、屈光调节，加用凸透镜代替和放松眼部调节，缓解眼疲劳，从而减少晶状体相对凸起程度;采用基底向内三棱镜，能减轻集合，解除了眼外肌对眼球的压迫，降低眼压，控

　　三棱镜是横截面积为三角形的三棱柱状的透明体。当复色光穿过棱镜时，由于棱镜对不同颜色的光的折射率不同，会使它们散开，这就是三棱镜的色散作用。三棱镜是一种分光元件，可制成分光仪、单色仪、光谱仪等光学仪器。

　　三棱镜简称棱镜，是由玻璃透明体各平面相交而成的三角柱形体，一般所见的主切面为三角形，其结构有面、棱、顶角、底、底顶线等之分。

　　1、屈光面：眼用棱镜大多很薄，用其两斜平面为光线通过面，称为屈光面。

　　2、棱(主棱)：棱是棱镜两个屈光面的交线，又称为顶。

　　3、顶角：顶角是指两屈光面相交而成的角。

　　4、底：与棱相对的一面称为底。

　　5、主切面：垂直于主棱的切面称为主切面。

　　6、底顶线：底顶线是指通过顶且垂直于底的直线。

　　7、偏向角：入射光线与出射光线的夹角称为三棱镜的偏向角。

　　1、棱镜的折光性。入射光线通过棱镜时发生屈折偏斜，屈折后的光线折向其底部。棱镜虽改变光束行进方向，但不改变其聚散度，即无集合或分散光线的作用。如入射光线为平行光线，其出棱镜时亦呈平行;入射光线为分散光线，出棱镜时亦为分散。

　　2、无聚焦能力，无焦点，所以不能成实像，其对影像的作用与平面镜相似，只能成虚像。

　　3、通过三棱镜观察物体，发觉视物向移位。

　　4、三棱镜是组成一切眼用球面透镜和柱面透镜的Z基本的光学单元。正球面透镜是由底相对的大小不同的三棱镜旋转所组成;负球面透镜是由顶相对的大小不同的三棱镜旋转所组成。正柱面透镜是由底相对的大小不同的三棱镜单向排列组成;负柱面透镜是由顶相对的大小不同的三棱镜单向排列组成。

　　三棱镜为楔状形的镜片，由两个斜面和一个底面组成。光线通过三棱镜后向基底方向屈折，但不能聚焦。眼镜所用的三棱镜度数较低。

　　临床上辨认三棱镜的方法：可利用三棱镜向基底屈折光线的作用，通过三棱镜看物体(例如一条直线)向移位，即可辨认三棱镜的位置

　　五棱镜是有五个反射面的光学棱镜，可以将入射的光线偏转90°。进入的光线在棱镜里面反射两次，使方向改变90°，不但不会倒置，也不会改变影像的偏手性，普通的直角棱镜则会导致影像与改变偏手性，五棱镜多用于单反相机取景的反光装置。

　　1948年，有一个厂商在相机顶上画了一个圈，东德蔡司(也叫耶纳蔡司，是2战之后美苏分裂德国的产物)生产了史上diyi台五棱镜平视取景单反相机Contax S，它Z终确立了135单反相机的典型结构，一个镜头，有一个反光镜，然后有一块五棱镜将光路回转了一下，一方面将俯视光路变成平视，另一方面将取景的像左右正过来(俯视取景的时候像是左右相反的)，目前Z先进的数码单反相机，从取景的基本结构上来讲，与它1948年的先祖完全没有区别的。

　　五棱镜内的反射并非由完全内反射造成，由于光束是以少于临界角进入，两个反射面是镀上反射物料以造成镜面的反射效果，而两个传递面则镀上防反光涂层以减低反射。五棱镜第5面则在光学上不会被使用，现代相机上使用的五棱镜则常常会在反射面上以真空镀膜技术镀上一层银膜并且在外面覆盖黑色的保护涂层以加强反射效果。

　　理论上讲，五棱镜的反射视野率是1**%的，不过限于成本和机内空间还有产品的市场定位等等原因，大多数单反相机的视野率并不会做到1**%(取景器视野率也是区分专业和准专业机身的一个标杆)，近年来在厂商丧心病狂的削减成本的做法下，还出现了以五面镜代替五棱镜组成光路的单反相机，这种相机的取景器常常会显得比较暗淡，不如五棱镜那么明亮。

　　五棱镜的原理是在棱镜内部的反射不是全反射造成的，因为入射光线在反射时的角度小于临界角，也就是全反射的Z小角度，所以两个反射面都要镀成反射镜面;入射与出摄的面则要镀上防反射膜以减少反射。第五个面虽然没有用到，但与两个反射面的夹角都是钝角(大于直角的内角)。

　　五棱镜的变型