
[(triangular) prism] 有三个棱的棱镜
三棱镜是由透明材料制成的多面体光学元件,其核心特征为横截面呈三角形。根据《现代汉语词典》(第7版)定义,该词由“三棱”(指三条棱线构成的几何形态)和“镜”(具有光线反射或折射功能的器具)组合而成,体现其几何结构与光学功能的双重属性。
在光学领域中,三棱镜通过折射原理可分解白光为光谱色带,此现象称为色散。其几何形态遵循特定公式:若棱镜顶角为$alpha$,折射率为$n$,则最小偏向角$delta{text{min}}$满足 $$ n = frac{sinleft(frac{delta{text{min}} + alpha}{2}right)}{sinleft(frac{alpha}{2}right)} $$ 该公式在《物理学基础教程》中有详细推导。
现代应用中,三棱镜作为分光器件广泛用于光谱仪、激光技术等领域。中国科学院光学研究所的实验数据显示,熔融石英材质的三棱镜在400-700nm波段折射率精度可达±0.0002。语言学角度,该词在文学作品中常被引申为“多维度观察事物的媒介”,如钱钟书《围城》中即以三棱镜隐喻多元认知视角。
以下基于知识库内容对“三棱镜”进行解释:
三棱镜是光学领域中的基础元件,指横截面为三角形的透明棱柱体,通常由玻璃、水晶或塑料等透明材料制成。其核心特性与功能包括:
光的折射与色散 当白光穿过三棱镜时,因不同波长(颜色)的光在介质中折射率不同,会发生色散现象,分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。牛顿于1666年通过棱镜实验首次揭示了这一现象。
全反射应用 在特定入射角下,光线会在棱镜内部发生全反射,此特性被用于潜望镜、双筒望远镜等光学仪器,替代镜面反射以减少光能损失。
科学实验与仪器 三棱镜是光谱分析的核心工具,通过观测物质发出的光经棱镜分解后的谱线,可判断其化学成分,广泛应用于天文、化学检测等领域。
艺术与设计 利用色散产生的彩虹效果,三棱镜结构被用于灯具、装饰品设计,营造特殊光影艺术效果。
公式示例(折射定律): $$ n_1 sintheta_1 = n_2 sintheta_2 $$ 其中$n_1,n_2$为介质折射率,$theta_1,theta_2$为入射角与折射角。
建议:如需更专业的光学参数(如科希方程、棱镜角计算),可查阅《几何光学》教材或ISO光学元件标准。
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