33反射棱镜
美国军用标准
美国军用标准（MIL-PRF-13830B）性能标准军火控制设备用光学元件；监控生产、装配、检测的通用标准所有防御和代理部门可允许使用此种标准。
1. 范围1.1 范围。
此标准包括精加工光学元件的生产、装配、检测，诸如：透镜，棱镜，面镜、光栅、窗口以及用于防火仪器或设备。
2.应用文件2.1本章列出的文件需要满足本标准3、4、5章的要求。
本章不包括本标准其他章节的文件或其他信息推荐的文件。
为了保证本目录的完整性，文件使用者必须注意文件须满足本标准3、4、5章列出的文件要求，无论这些内容是否在本章中列出。
2.2 其他政府文件，图纸及出版下列政府其他文件、图纸和出版组成本文件内容的一部分，扩大本文的范围。
除非另有规定，这些文件、图纸和出版是征求引用的。
图纸 C7641866---光学元件表面质量标准（立约人要求的其他政府文件、图纸、出版复印件及具体的功能应该从签约事宜或签约指示得到。
）2.3 优先顺序本标准内容与其引出的参考有冲突时，以本标准内容为准。
本标准未述内容，可行法律法规代行除非有具体的免除通知。
（看附加有限标准合同条令）3.要求：3.1所有的光学元件，配件以及系统产品都必须符合这一标准的要求，除非具体的仪器标准或合同之可行图纸另有要求与定义。
3.2所用的材料也必须与图纸的说明以及使用文件的标准相一致3.2.1玻璃光学元件在规格，以及级别必须与图纸要求相一致。
允许使用玻璃材料时，应提供给合同管理人员相关的玻璃光学特性及设计数据完整的信息。
3.2.1.1 放射性材料本文中要求的光学材料应不含钍或其他加入的超过0.05%重量的放射性材料。
3.2.2 粘着力除非合同和定单中有特殊说明，光学粘合剂必须同附录A的要求相一致。
3.2.3 粘连材料对于玻璃同金属相粘连，必须与附录D的要求相一致3.2.4密封材料用于密封的材料必须与附录E的要求相一致3.2.5 增透膜用于光学表面镀膜的增透膜必须与附录C的要求相一致3.2.5.1 反射表面铝化反射面必须与附录B的要求相一致3.3机械尺寸大小光学元件必须与合同以及图纸的要求的尺寸和光学数据相一致3.3.1边所有光学元件都应当倒边在（0.020-0.005英寸在45度+/-15度），沿面宽进行测量，除非有特殊指定。
(浙江专用)2014版高考物理一轮作业手册 第33讲 光的折射、全反射(含解析) 新人教版
课时作业(三十三)A [第33讲光的折射、全反射] 基础热身1．2012·唐山模拟酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退．对此现象正确的解释是( )A．出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射图K33－12. 甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN上，由于发生折射后合为一束，如图K33－1所示(反射光未画出)，则下列判断正确的是( )A．甲光的频率比乙光的频率大B．相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射C．对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大D．在同种介质中甲光的光速比乙光的光速小3．2012·银川模拟一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为2，则这束光进入棱镜后的光路图应为图K33－2中的( )A B C D图K33－2图K33－34．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图K33－3所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．图K33－4中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生上述效果的是( )A B C D图K33－4技能强化图K33－55．2012·温州联考高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，使标志牌上的字特别醒目．这种“回光返照膜”是用球体反射元件制成的．如图K33－5所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是( )A．60°B．45°C．30°D．15°6．如图K33－6所示，有两束颜色相同的间距为d的平行细光束以相同的入射角射到成θ角的平行玻璃砖上表面，则从玻璃砖下表面射出的光线( )图K33－6A．仍是平行光，但间距大于dB．仍是平行光，但间距小于dC．成为会聚光束D．成为发散光束7．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比( )A．将提前B．将延后C．在某些地区将提前，在另一地区将延后D．不变8．DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图K33－7所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a，才能有效获取信息．在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l＝a＋2b)，则( )A．必须满足sinθ＝nbb2＋d2B．必须满足sinθ＝bn b2＋d2C．在θ和n不变时，必须减小dD．在θ和d不变时，必须减小n图K33－7图K33－89．一束白光从顶角为θ的三棱镜一边以较大的入射角i射入并通过后，在屏P上可得到彩色光带，如图K33－8所示．在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )A．红光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失10．如图K33－9所示，折射率为n、长度为L的玻璃纤维置于空气中，从A端射入的光在玻璃纤维中发生全反射，最后从B端射出．真空中的光速为c.(1)求光在A面上入射角的最大值；(2)若光在纤维中恰能发生全反射，则由A端射入到从B端射出经历的时间是多少？图K33－911. 2012·武昌调研一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n＝3，横截面如图K33－10所示，O表示半圆柱形截面的圆心．一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的A点以60°的入射角入射，求该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间．(已知真空中的光速为c，arcsin33＝35°；计算结果用R、n、c表示)图K33－10挑战自我12．如图K33－11所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB长为a，棱镜材料的折射率为n＝ 2.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜中射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．图K33－11课时作业(三十三)B [第33讲光的折射、全反射] 基础热身1．2012·温州模拟自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．尾灯的构造如图K33－12所示，下面说法正确的是( )图K33－12A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射2．如图K33－13所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光．关于这两束单色光，下列说法中正确的是( )图K33－13A．此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．在此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角C．在此玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度D．a光的波长大于b光的波长3．如图K33－14所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率( )A．必须大于 2 B．必须小于 2C．可取大于1的任意值 D．无论多大都不可能图K33－14 图K33－154．如图K33－15所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝2r.现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )A ．n 可能为 3B ．n 可能为2C ．t 可能为22r cD ．t 可能为4.8rc技能强化图K33－165．2012·中山调研如图K33－16所示，红色细光束a 射到折射率为2的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b ，则入射光线a 与出射光线b 之间的夹角α为( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．75°6．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图K33－17所示，由此可以判断( )A ．光在介质Ⅱ中传播的速度最小B ．介质Ⅲ的折射率最小C ．光在介质Ⅰ中的传播速度最大D ．介质Ⅲ的折射率最大图K33－17K33－187．2011·金华模拟如图K33－18所示，两块相同的等腰三棱镜ABC 置于空气中，两者的AC 面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC 面从P 点射入，通过两棱镜后，从a 、b 两点射出．对于从a 、b 射出的这两束光，下列说法正确的是( )A ．从a 、b 两点射出的两束光不平行B ．从a 、b 两点射出的两束光仍平行，且平行于BC C ．从a 点射出的为红光，从b 点射出的为蓝光D ．从a 点射出的为蓝光，从b 点射出的为红光8．2012·泸州模拟如图K33－19所示，AOB 为透明扇形玻璃砖，圆心角∠AOB＝60°，OM 为∠AOB 的角平分线，一束平行于OM 的单色光在空气中由OA 边射入玻璃砖，经OA 面折射后的光线恰平行于OB.下列说法中正确的是( )A ．该玻璃的折射率为2B ．经OA 面折射后的光线射到AMB 面都将发生全反射C ．该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等D ．该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率相等K33－19图K33－209．如图K33－20所示，直角三棱镜ABC 的一个侧面BC 紧贴在平面镜上，∠ABC ＝90°，∠BAC ＝β，从点光源S 发出的一细光束SO 射到棱镜的另一侧面AC 上，适当调整入射光SO 的方向，当SO 与AC 成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC 面射出后恰好与OS 重合，则( )A ．此棱镜的折射率为cos αcos βB ．此棱镜的折射率为cos αsin βC ．增大α角，光线有可能因在AC 面上发生全反射而无法进入棱镜D ．增大α角，无论α角多大，光线都能射入棱镜10．2012·武汉联考如图K33－21所示，用折射率n ＝2的玻璃做成一个外径为R 的半球形空心球壳，一束与O′O 平行的平行光射向此半球的外表面．若让一个半径为22R 的圆形遮光板的圆心过O′O 轴，并且垂直该轴放置，则球壳内部恰好没有光线射入．问：(1)临界光线射入球壳时的折射角θ2为多大？ (2)球壳的内径R′为多少？图K33－21挑战自我11．2012·荆门调研如图K33－22所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n ＝2，一束单色光与界面成θ＝45°角斜射到玻璃砖上表面，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现两个光点A 和B ，A 和B 相距h ＝2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108m/s.求：(1)该单色光在玻璃砖中的传播速度； (2)该单色光射入到玻璃砖的折射角； (3)玻璃砖的厚度d.图K33－22 课时作业(三十三)A1．D [解析] 酷热的夏天地面温度高，地面附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射，选项D 正确．2．B [解析] 由折射光路图可以看出，乙光的折射率较大，由此可知，乙光的频率较高，波长较短，在同种介质中光速较小，所以，选项B 正确．3．D [解析] 因为n ＝2，所以根据sinC ＝1n 知临界角等于45°.光线垂直AB 面射入，在AC 面的入射角为60°>45°，发生全反射，A 错误；光线经AC 面全反射后射到BC 面时入射角为30°<45°，在该介面上既有反射现象又有折射现象，且折射角大于入射角，B 和C 错误，D 正确．4．B [解析] 根据全反射棱镜中光路的特点可知，只有B 正确．5．A [解析] 设入射角为i ，折射角为θ，作出光路图如图所示，因为入射光线恰好和反射光线平行，所以i ＝2θ，根据折射定律sini sin θ＝sin2θsin θ＝3，所以θ＝30°，i ＝2θ＝60°.6．B [解析] 入射光穿过平行玻璃砖的出射光线仍和入射光线平行，但相对于入射光线会靠近法线偏折，所以两条出射光线仍平行，但间距减小，选项B 正确．7．B [解析] 如图所示，a 是太阳射出的一束光，由真空射向大气层发生折射，沿b 方向传播到P 点，在P 点的人便看到太阳．如果无大气层，光束沿a 直线传播，同样的时刻在P 点便看不到太阳，要等太阳再上升，使a 光束沿b 方向时，才能看到太阳，故没有大气层时看到日出的时刻要比有大气层时延迟．8．AC [解析] 设折射角为α，则n ＝sin θsin α＝sin θb b 2＋d 2解得，sin θ＝nbb 2＋d2，选项A 正确，选项B 错误；在θ和n 不变时，减小d ，则b 会相应减小，l 会减小，选项C 正确；在θ和d 不变时，减小n ，则b 会增大，l 会增大，选项D 错误．9．B [解析] 白光从AB 边射入玻璃后，由于紫光偏折大，从而到达另边AC 时的入射角较大，且因紫光折射率最大，sinC ＝1n ，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i 的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射而不从AC 边射出，然后依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红逐渐发生全反射而不从AC 边射出．10．(1)arcsin n 2－1 (2)n 2Lc[解析] (1)光路图如图所示，若要在纤维中发生全反射，则其临界角C 满足sinC ＝1n折射角θ2＝90°－C所以cos θ2＝1n ，sin θ2＝n 2－1n由折射定律：sin θ1＝nsin θ2＝n 2－1光在A 面上入射角的最大值θ1＝arcsin n 2－1.(2)光在纤维中传播的速度v ＝cn光在沿纤维轴线方向上的速度分量v 1＝vcos θ2＝v n ＝cn 2光由A 端射入到从B 端射出经历的时间t ＝L v 1＝n 2Lc .11.3nR c [解析] 设透明体的临界角为C ，由sinC ＝1n ，所以C ＝35°.当入射角为60°时，由n ＝sin60°sinr 得，折射角r ＝30°，即此时光线折射后射到圆弧上的C 点，在C 点的入射角为60°，大于临界角，会发生全反射，之后光线水平反射至圆弧上的D 点，在D 点也发生全反射，再反射至B 点，从B 点第一次射出．光在透明体内通过的路径长为s ＝3R ，光在透明体内的速度v ＝c n ，共经历的时间t ＝s v ＝3nRc.12．如图所示，在AB 边上离A 点38a 的位置或在BC 边上离B 点a8的位置甲 乙[解析] 设入射角为i ，折射角为r ，由折射定律得sinisinr ＝n由i ＝45°得r ＝30°如果入射光线在法线的右侧，光路图如图甲所示． 设出射点为F ，由几何关系可得AF ＝38a即出射点在AB 边上离A 点38a 的位置．如果入射光线在法线的左侧，光路图如图乙所示．设折射光线与AB 的交点为D ，由几何关系可知，在D 点的入射角θ＝60°设全反射的临界角为θC ，则sin θC ＝1n由n ＝2得θC ＝45°因此，光在D 点发生全反射设此光线的出射点为E ，由几何关系得 ∠DEB ＝90° BD ＝a －2AF BE ＝BDsin30° 联立解得BE ＝18a即出射点在BC 边上离B 点18a 的位置．课时作业(三十三)B1．C [解析] 由全反射棱镜对光路的控制原理可知，选项C 正确．2．B [解析] 根据n ＝sin θ1sin θ2可知，玻璃对a 光的折射率大，故选项A 错误；由临界角公式sinC ＝1n 可知，折射率大的临界角小，故选项B 正确；由n ＝c v 得v ＝cn ，则折射率大的传播速度小，故选项C 错误；根据光的频率越大，折射率越大，对应光的波长越短，所以a光的波长短，故选项D 错误．3．B [解析] 光路图如图所示，从图中可以看出，为使从上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出，θ1和θ2都必须小于临界角C ，即θ1＜C ，θ2＜C ，而θ1＋θ2＝90°，故C ＞45°，则折射率n ＝1sinC＜2，选项B 正确．4．AB [解析] 由光只经过两次全反射射出可知，第一次入射角为45°，光路图如图所示．根据全反射可知临界角C≤45°，再根据n ＝1sinC 可知n≥2；光在透明柱体中运动的路程为L ＝4r ，运动的时间为t ＝L v ＝4nr c ，则t≥42rc，选项A 、B 正确，选项C 、D 错误．5．A [解析] 由折射定律有2＝sin45°sin θ，得折射角θ＝30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α＝30°，选项A 正确．6．AB [解析] 由相对折射率和绝对折射率的关系可知：n 1sin45°＝n 2sin40°，n 2sin26°＝n 3sin40°，得n 2>n 1>n 3，选项B 正确，选项D 错误；由n 1v 1＝n 2v 2＝n 3v 3＝c ，可知v 2<v 1<v 3，选项A 正确，选项C 错误．7．BC [解析] 细光束在AB 面折射时，蓝光偏折大，从b 点射出的是蓝光，选项C 正确，选项D 错误；光通过两棱镜之间相当于经过平行玻璃砖，故蓝光在玻璃中的光束①、②互相平行，光束②射到AB 面时的入射角与光束①对应的折射角相等，故两束光从a 、b 点射出时互相平行，选项A 错误，选项B 正确．8．D [解析] 画出光路图如图所示，由图可知，玻璃的折射率n ＝sin60°sin30°＝3，选项11 A 错误；此光线射到AMB 面上M 点的入射角为30°，因为sin30°＝12＜33＝sinC ，经OA 面折射后的光线射到AMB 面不能发生全反射，选项B 错误；入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等，但速度不同，故波长不相等，选项C 错误，选项D 正确．9．AD [解析] 根据光路可逆原理知，光线经AC 面折射后垂直于BC ，所以折射角为90°－β，又入射角为90°－α，根据折射定律得n ＝sin （90°－α）sin （90°－β）＝cos αcos β，选项A 正确，选项B 错误；发生全反射的条件之一是光由光密介质进入光疏介质，故选项C 错误；由光的特性可知，选项D 正确．10．(1)30° (2)22R [解析] (1)由几何知识有sin θ1＝22R R ，由折射定律有n ＝sin θ1sin θ2，联立解得θ2＝30°. (2)对临界光线，sinC ＝1n ，在△Oab 中，由正弦定理得R sin （180°－C ）＝R ′sin θ2，解得R′＝22R. 11．(1) 322×108 m/s (2)30° (3) 3 cm [解析] (1)由折射率公式n ＝c v 解得：v ＝c n ＝322×108 m/s. (2)由折射率公式n ＝sin θ1sin θ2解得：θ2＝30°.(3)作出如图所示的光路，△CDE 为等边三角形，四边形ABEC 为梯形，CE ＝AB ＝h.玻璃的厚度d 就是边长为h 的等边三角形的高，故：d ＝h·cos30°＝32h ＝3 cm.。
全反射和棱镜折射
光疏媒质时，存在全反射临界角：
2
i 2也增大
?
=c i 1
2
1sin n n −
光开关：
1
125－126页
指纹锁：
光源
光从端面入射，到达芯线与包层的分界面时，如果入射角大于全反射临界角，光线将发生全反射，光可以从光纤的一端无能量损失地传到另一端。
作用：利用光的多次全反射，使光波沿弯曲路径
几乎无损耗地传播。
用途：传送光、图象——内窥镜
传送光学信息——光纤通信
光学纤维的优点：
①可以弯曲，芯线直径很小，弯曲时仍可以全反射。
②信息量大，一根光纤理论上可通电话100亿路（1010）
③石英制成，原料丰富。
光学教程第3章_参考答案
3.1 证明反射定律符合费马原理。
证明：设两个均匀介质的分界面是平面，它们的折射率为n 1和n 2。
光线通过第一介质中指定的A 点后到达同一介质中指定的B 点。
为了确定实际光线的路径，通过A,B 两点作平面垂直于界面，'OO 是它们的交线，则实际光线在界面上的反射点C 就可由费马原理来确定，如下图所示。
(1)反证法：如果有一点'C 位于线外，则对应于'C ，必可在'OO 线上找到它的垂足''C .由于''AC 'AC >,''BC 'BC >,故光线B AC'总是大于光程B ''AC 而非极小值，这就违背了费马原理，故入射面和反射面在同一平面内得证。
(2)在图中建立坐XOY 坐标系，则指定点A,B 的坐标分别为（x1，y1）和（x2，y2），未知点C 的坐标为（x ，0）。
C 点是在'A 、'B 之间的，光程必小于C 点在''B A 以外的相应光程，即21v x x <<，于是光程ACB 为y x x n y x x n CB n AC n ACB n 2211221221111)()(+-++-=+=根据费马原理，它应取极小值，即0)(1=n dxd0)sin (sin )()()()()()(21112222211212111=-='-'=+---+--=i i n B C C A n y x x x x n y x x x x n ACB n dx d 所以当11'i i =，取的是极值，符合费马原理。
3.2 根据费马原理可以导出在近轴条件下，从物点发出并会聚倒像点的所有光线的光程都相等。
由此导出薄透镜的物象公式。
解：略3.3 眼睛E 和物体PQ 之间有一块折射率为1.5的玻璃平板(见题3.3图),平板的厚度d 为30cm 。
全反射棱镜原理
全反射棱镜原理
全反射棱镜原理是光电学计量中一种常用的原理。
它以全反射现象及棱镜的理
论为基础，把一束光在交叉棱镜中全反射出来，以解决复杂的线性度矫正问题。
目前，它在坐标测量机、缝纫机、检测仪器等机械设备中都有着广泛的应用。
全反射棱镜具有精确、可靠、灵活等特点，能够在不同尺寸操作范围内实现非
常准确的线性度测量与解调。
它的工作原理是，将一组不同折射率的棱镜组成的光学系统，将外界的光束反射到棱镜中，使其在折射率较大的棱镜边界处完全反射出来，而在折射率较小的棱镜边界处则只有折射部分发射出来，进而实现精准校正的功能。
随着电子技术的发展，全反射棱镜也发生了巨大的变化。
现在，它越来越多的
应用在高性能的光缆、光纤定位器、传感器等设备中，可以高精度地监测传感器信号的变化，以及坐标测量机及缝纫机的线性矫正等等。
由于它的精确度和可靠性，实现了自动调平、面膜定位精度、自动划线以及曲线绘画等多方面应用。
此外，全反射棱镜还能够实现测距、定位、判断等功能，可以用于高精度测量，以实现无损检测，可以与表面定位和轨迹技术相结合，智能机器人等任务。
而且，随着现代计算机技术的发展，它也可以直接与计算机接口，使它的控制更加精确，使工作效率提高得更加明显。
总而言之，全反射棱镜是一种功能强大的光学传感器，通过利用全反射现象和
棱镜原理，能够实现准确的线性矫正，且可以用于测量、定位、判断和控制复杂的任务，取得了非常显著的应用效果。
棱镜的原理、分类及用途
棱镜的原理、分类及⽤途推荐访问： 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最有⽤的棱镜应⽤，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。
棱镜的发现 ⽜顿在1666年发现光的⾊散现象，⽽中国⼈在这⼀⽅⾯⼜领先于外国⼈。
中国⼈在公元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最早认识。
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，在可见光中偏折⾓最⼤的是紫光，最⼩的是红光。
棱镜的作⽤ 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、医疗仪器：膀胱镜、胃镜及各类激光治疗设备。
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需要的东...查看全⽂与棱镜的发现|作⽤|制备相关⽂章棱镜的发现|作⽤|制备棱镜的分类棱镜的分类推荐访问： 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。
反射棱镜的精度
反射棱镜的精度从玻璃立方体的顶角中切割出一个锥形体，可以制造圆形三棱镜。
该锥形体有3个相互垂直的反射面，能够将来自任何方向的入射光线平行地反射回去。
反射棱镜的精度取决于多个方面，本快讯较详细地介绍了这些方面的细节内容。
光束角偏差入射光束和反射光束不平行形成的角差称为光束角偏差。
大的光束角偏差将极大降低测距返回信号的强度，并因此降低距离测程。
GPR1/GPR121专业型反射棱镜具有极高的加工精度：光束角偏差小于2弧秒。
加工后，每个棱镜都通过inferometer （检测光束角偏差的仪器）检测，以确定其光束角偏差。
那些角偏差较大，但仍然小于8弧秒的，将被用于装配GPR111基本型反射棱镜。
棱镜增反镀层徕卡棱镜在三个直角反射面上有一层镀铜增反层。
铜对红外光束具有非常高的反射能力。
由于镀层具备耐用性和抗腐蚀性，所以具有很长的使用寿命。
市场上许多其他厂家的棱镜在反射面上没有镀层。
值得注意的是，这对距离测程、ATR 测程和PowerSearch 测程的影响将降低30%以上。
此外，当湿气在反射面凝结成露珠时，将会产生不正确的观测值。
对徕卡来讲，有一个例外是GPR112监测棱镜。
该棱镜没有反射镀层，但专利气体充气技术能够有效地阻止露珠的形成。
棱镜消反涂层徕卡棱镜的前表面有一消除反射的涂层。
该涂层极其坚固，还具有保护棱镜表面防止刮擦的特性。
若没有该涂层，则棱镜的前表面将会反射部分的EDM 测距信号。
在较近的距离上，这将会产生不正确的距离观测结果。
上述棱镜消反涂层是针对徕卡EDM 测距信号优化设计的。
带有类似涂层的其他品牌的棱镜仍将可能存在部分前表面反射，对距离观测产生不正确的影响。
GPH1P 精密棱镜是一个例外。
虽然它没有消除反射的前表面涂层，但由于棱镜按一个微小的斜度进行装配，从而可以防止棱镜的前表面直接反射信号返回到EDM 接收器中。
对中精度对中精度是指棱镜的光学中心与棱镜框架的机械对中轴之间的符合精度。
根据棱镜在三角基座上的强制对中支架，可以确定某点测量的3维对中精度。
分光棱镜
普通分光棱镜AA型号 5.020.010.012.715.025.4尺寸(mm)BSC0120BSC0110BSC0112BSC0115BSC0125BSC0105分光棱镜53250/50BSC0110订购信息型号-透射/反射-波长材料K9尺寸公差±0.2mm 通光孔径>90%面型/4@632.8nm λ表面质量镀膜60/40斜面镀分光膜，其余面镀增透膜分光比精度±，，5%T=(Ts+Tp)/2R=(Rs+Rp)/2光束偏离<3分常用波长5326336507808509801064nm 450-650nm 650-900nm 900-1200nm，，，，，，，，技术参数34宽带分光膜，45度020406080100550600650700750800850900950波长(nm)RsRpRavg消偏振分光棱镜材料K9尺寸公差±0.2mm 通光孔径>90%面型/4@632.8nm λ表面质量镀膜60/40斜面镀分光膜，其余面镀增透膜吸收<10%光束偏离<3分常用波长5326336507808509801064nm 450-650nm 650-900nm 900-1200nm，，，，，，，，AA型号 5.020.010.012.715.025.4尺寸(mm)NPB0120NPB0110NPB0112NPB0115NPB0125NPB0105剩余偏振度<6%透过率45%5%±50/50订购信息型号-透射/反射-波长NPB01101064技术参数35消偏振分光膜，45度20406080450500550600650700波长(nm)TpTsTavg。
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60 L1
L2
棱镜的等效平行平板厚度d为60mm, 利用等效空气平板的概念，
等效空气平板厚度为：
60
100 50
_
d
d
60
40mm
n 1.5
60 40 100 50
例：有一个视放大率为10倍的开普勒望远镜，目镜焦距 20mm，系统出瞳直径为4mm。在物镜像方焦平面前放 一个别汉屋脊棱镜，其玻璃折射率n=1.5163，棱镜展开 长度为L=5.16D1，D1为棱镜入射面即第一面的口径，棱 镜出射面即第二面距目镜距离为40mm，孔径光阑与物 镜重合，物镜、目镜均按薄透镜计算。
1）无镜时
L
Q
2）加平面 镜
3）加棱镜
F′
P A″
L
R
4）等效作用：
Q′ A′
P'
R'
（一）棱镜等效作用与展开方法：
★ 展开：在棱镜 主截面内，按反 射面的顺序，以 反射面与主界面 的交线为轴，依 次按反射面顺序 做镜像，可得到 棱镜的等效平行 平板。
★ 等效平行平板厚度 （棱镜光轴长度）
（二）、几种典型棱镜的展开
基本概念
工作面：入射面、出射面、反射面 棱：工作面的交线
主截面：垂直于棱的截面 （光轴截面：主截面与光轴重合）
棱镜光轴：光学系统的光轴在棱 镜中的部分，如ABC
C
光轴长度：棱镜光轴的几何长度；如
A
B
AB+BC
（一）简单棱镜 ——1个主截面，并与所有工作面垂直
1、一次反射棱镜 ★ 特点：具有1个反射面，成镜像。 ★ 类型1：入射面、出射面均与光轴垂直
c) 五角
d) 二次反射直角
e) 斜方
3、三次反射棱镜
★ 特点：1) 出射、入射光线夹角为45°； 2) 奇次反射成镜像。 折叠光路
斯密特棱镜
(二) 屋脊棱镜
★ 目的：利用奇次反射棱镜使物体成一致像。 ★ 屋脊：构造交线在光轴面内的两个相互垂直的反向面。 ★ 功能：垂直于主截面的坐标y，被两个反向面依次反射
A k 1 2 2.414 B'
D'
A' C
L 1 2D
B
27
例：图为一等腰直角棱镜 (n 1.5) 和两个薄透镜组
成的光学系统。棱镜直角边长为 60mm, f1 ' 200mm, f2 ' 100mm, 两透镜相距50mm．物高10mm，
距棱镜60mm，棱镜距L1为l00mm。求物体经系统后 所成的像的位置和大小。
1、分光棱镜
2、分色棱镜
★特点：
★ 特点：
1）光强按比例分束；
白光被分解为红、绿、蓝三色
2）两束出射光束光程相等。★ 应用：彩色电视摄像系统
★应用：分束
3、转像棱镜
★ 特点： 出射、入射光轴平行，实现完全倒像，折叠长光路。
★ 应用：望远镜
普罗Ⅰ型
普罗Ⅱ型
别汉
4、双像棱镜
★特点：非光轴上的物点，输出两个像点； 光轴上的物点，输出两个像点重合。
直角棱镜展开
L=D
DL一次反射时k=1L—棱镜的光轴长度， D—入射光束口径
22
D
L=2D
K=2
L
二次反射时， L—棱镜的光轴长度，D —入射光束口径
23
五角棱镜展开
L 2 2 D k 2 2 3.414
24
半五角棱镜展开
L 1
2 2
D
k 1 2 1.707 2
25
斯密特棱镜展开
而改变方向。
直角屋脊棱镜
屋脊棱镜的平面表示方法
12
(三) 立方角锥棱镜
★ 结构：三个反射工作面相互垂直； 底面ADH（等边三角形）是入射、出射面。
★ 特性：光线以任意角度从底面入射，经三个直角面依次 反射后，出射光线始终与入射光线平行。
★ 应用：激光测距仪、用于激光谐振腔等
立方角锥棱镜
(四) 复合棱镜
60 L1
L2
60
100 50
例：图为一等腰直角棱镜 (n 1.5) 和两个薄透镜组
成的光学系统。棱镜直角边长为 60mm, f1 ' 200mm, f2 ' 100mm, 两透镜相距50mm．物高10mm，
距棱镜60mm，棱镜距L1为l00mm。求物体经系统后 所成的像的位置和大小。
60 L1
a) 等腰直角棱镜
b) 等腰棱镜
例： 等腰直角棱镜
(类似单平面镜)
（1）
（2）
★成像规律：沿光轴方向的Oz(O‘z’)轴始终沿光轴出射方向； 垂直于主截面的坐标方向不变；
位于主截面内的坐标改变方向。
★ 类型2：入射面、出射面均不与光轴垂直
例：道威（Dove）棱镜 特性：1）用于平行光路：入射光轴、出 射光轴方向不变；
★应用：双像目镜， 对圆孔的瞄准。
棱镜Ⅱ和Ⅲ反射面 镀半反半透析光膜
5、球面棱镜
★ 功能：考虑光焦度 ★ 应用：集成光路
双像棱镜
二、棱镜的成像方向判定
1.建立坐标系
2. z轴：光轴方向，大拇指恒沿光轴方向；
x轴
3. y轴：垂直于光轴截面坐标的像；
普通棱镜：不变
屋脊：奇——变，偶——不变 4. x轴：平行于主截面的坐标轴；
L2
棱镜的等效平行平板厚度d为60mm,
60
100 50
60
?
100 50
例：图为一等腰直角棱镜 (n 1.5) 和两个薄透镜组
成的光学系统。棱镜直角边长为 60mm, f1 ' 200mm, f2 ' 100mm, 两透镜相距50mm．物高10mm，
距棱镜60mm，棱镜距L1为l00mm。求物体经系统后 所成的像的位置和大小。
第三节 反射棱镜
( Reflecting Prisms)
一、反射棱镜的类型
定义：把多个反射面制作在同一块光学材料（如玻
璃）上的光学零件。
注：反射棱镜主要利用全反射原理反射光线，但不是所有反 射棱镜的反射面都满足全反射条件，凡遇到这样的反射面， 都必须镀上反射膜。
功能：折转光路、转像、扫描等。 类型：简单棱镜、屋脊棱镜、立方角锥棱镜和复合 棱镜。
z轴 y轴
与反射次数相关——奇——镜像，偶—— 一致像
5. 透镜：像的方向有变化但是坐标系不变、
根据 z 的方向不变， 确定y 方向，根据手系确定x.
17
5
x轴 z轴
y轴
z ’’ y ’’ x’’
x轴 z轴
y轴 y ’’
z ’’ x’’
18
例：屋脊半五角棱镜
x
x z
y
三、棱镜等效作用与展开
棱镜的等效作用 F″
2）旋转特性：棱镜绕光轴旋转α角， 其反射像同方向旋转2α角。
x正倒对调
α = 90°
x，y翻转2α
★ 应用：周视瞄准仪 折转光路
旋转特性
所得像的 坐标方向不变
2、二次反射棱镜
（双面镜原理）
★ 特点：1) 两个反射面，成一致像;
2) 出射、入射光线夹角等于两反射面夹角的2倍。
a) 半五角
b) 30°直角