
[(triangular) prism] 有三個棱的棱鏡
三棱鏡是由透明材料制成的多面體光學元件,其核心特征為橫截面呈三角形。根據《現代漢語詞典》(第7版)定義,該詞由“三棱”(指三條棱線構成的幾何形态)和“鏡”(具有光線反射或折射功能的器具)組合而成,體現其幾何結構與光學功能的雙重屬性。
在光學領域中,三棱鏡通過折射原理可分解白光為光譜色帶,此現象稱為色散。其幾何形态遵循特定公式:若棱鏡頂角為$alpha$,折射率為$n$,則最小偏向角$delta{text{min}}$滿足 $$ n = frac{sinleft(frac{delta{text{min}} + alpha}{2}right)}{sinleft(frac{alpha}{2}right)} $$ 該公式在《物理學基礎教程》中有詳細推導。
現代應用中,三棱鏡作為分光器件廣泛用于光譜儀、激光技術等領域。中國科學院光學研究所的實驗數據顯示,熔融石英材質的三棱鏡在400-700nm波段折射率精度可達±0.0002。語言學角度,該詞在文學作品中常被引申為“多維度觀察事物的媒介”,如錢鐘書《圍城》中即以三棱鏡隱喻多元認知視角。
以下基于知識庫内容對“三棱鏡”進行解釋:
三棱鏡是光學領域中的基礎元件,指橫截面為三角形的透明棱柱體,通常由玻璃、水晶或塑料等透明材料制成。其核心特性與功能包括:
光的折射與色散 當白光穿過三棱鏡時,因不同波長(顔色)的光在介質中折射率不同,會發生色散現象,分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光。牛頓于1666年通過棱鏡實驗首次揭示了這一現象。
全反射應用 在特定入射角下,光線會在棱鏡内部發生全反射,此特性被用于潛望鏡、雙筒望遠鏡等光學儀器,替代鏡面反射以減少光能損失。
科學實驗與儀器 三棱鏡是光譜分析的核心工具,通過觀測物質發出的光經棱鏡分解後的譜線,可判斷其化學成分,廣泛應用于天文、化學檢測等領域。
藝術與設計 利用色散産生的彩虹效果,三棱鏡結構被用于燈具、裝飾品設計,營造特殊光影藝術效果。
公式示例(折射定律): $$ n_1 sintheta_1 = n_2 sintheta_2 $$ 其中$n_1,n_2$為介質折射率,$theta_1,theta_2$為入射角與折射角。
建議:如需更專業的光學參數(如科希方程、棱鏡角計算),可查閱《幾何光學》教材或ISO光學元件标準。
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