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[科普中國]-施密特-別漢棱鏡

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施密特-別漢棱鏡是一種光學(xué)棱鏡,可以讓影像做180°的旋轉(zhuǎn),通常用在雙筒望遠鏡內(nèi)做為"圖像架設(shè)系統(tǒng)"。

這個棱鏡組由兩個被空氣隙分離的玻璃棱鏡組成,多次的全反射造成影像在垂直方向的翻轉(zhuǎn),在第二個棱鏡的"屋頂" 將影像做了側(cè)向的翻轉(zhuǎn),一起導(dǎo)致影像180°的旋轉(zhuǎn)。影像的旋向性沒有改變。

簡介施密特-別漢棱鏡是一種光學(xué)棱鏡,可以讓影像做180°的旋轉(zhuǎn),通常用在雙筒望遠鏡內(nèi)做為"圖像架設(shè)系統(tǒng)"。

這個棱鏡組由兩個被空氣隙分離的玻璃棱鏡組成,多次的全反射造成影像在垂直方向的翻轉(zhuǎn),在第二個棱鏡的"屋頂" 將影像做了側(cè)向的翻轉(zhuǎn),一起導(dǎo)致影像180°的旋轉(zhuǎn)。影像的旋向性沒有改變。

與雙普羅棱鏡或阿貝-柯尼棱鏡的設(shè)計比較,施密特-別漢棱鏡更為緊密。但是,大量的反射和空氣隙造成的損失也比其他設(shè)計為多,因為有些角度是小于全反射的臨界角,這些表面還需要光學(xué)鍍膜處理來提高全反射的效率。

多次的全反射也會造成光的偏極化,導(dǎo)致光在相位上的落后,與菲涅耳菱形造成的效果相似,必須由特別的相位補正鍍膜來抑制,以避免對影像產(chǎn)生不必要的干涉現(xiàn)象。1

棱鏡棱鏡,在光學(xué)中是一種透明的光學(xué)元件,拋光與平坦的表面能折射光線。正確的表面角度取決于應(yīng)用上的需求,傳統(tǒng)的幾何形狀是以三角型為基礎(chǔ)長方形為邊的三棱柱。在口頭上提到棱鏡時,通常都是指這種類型,但許多光學(xué)棱鏡都不是這種形狀的棱鏡。只要是對波長透明的材料都可以用來制造棱鏡,但傳統(tǒng)上和外觀上看都是以玻璃來制作。

棱鏡可以將光線分裂成原來的成分,也就是光譜(在彩虹中的顏色),也可以用來反射或分裂成不同的偏振光。

原理光從一個介質(zhì)移動到另一個介質(zhì)時(例如,從空氣到玻璃的棱鏡),速度會改變。結(jié)果是,光的路徑被彎曲,并且部分光被反射。光柱在接口所做的角度改變和反射的比率由兩個介質(zhì)相互的折射率來決定。多數(shù)介質(zhì)的折射率與光的波長或光的顏色有關(guān),當(dāng)由棱鏡表面折射時,由于色散作用導(dǎo)致不同程度的顏色分離。

艾薩克·牛頓是第一個注意到棱鏡將無色的光分裂出顏色的科學(xué)家。牛頓安置了第二個棱鏡讓分裂出顏色后的光線穿過,但是光的顏色不會再改變,因此他認為棱鏡能分離顏色。他也利用透鏡和第二個棱鏡將彩虹重組成白光。這個實驗在科學(xué)革命期間成為新科學(xué)方法很有名的一個例子。這個實驗的結(jié)果顯然改變了形而上學(xué),導(dǎo)致約翰·洛克primary vs secondary quality distinction的崛起。

有時僅利用棱鏡的表面反射而不是色散,如果在棱鏡內(nèi)部的光線抵達表面時的角度是陡峭的,便會產(chǎn)生全反射,所有的光線都會被反射回內(nèi)部。這使棱鏡在一些需要的情況下可以取代鏡子的作用。1

雙筒望遠鏡雙筒望遠鏡(或直接簡稱雙筒鏡,也稱之為野外鏡)是將兩個相同的或者鏡像對稱的望遠鏡并排連在一個架子上使得它們始終對準同一方向而制成的望遠鏡。使用者可透過它同時以雙眼觀察遠處景象。雙筒望遠鏡比單筒望遠鏡提供更高的深度和距離感。雙筒鏡也可以成由兩個短的折射望遠鏡組合,用于觀看遙遠目標(biāo)的設(shè)備。

最常見的雙筒望遠鏡的大小正好適合雙手托拿,它包括內(nèi)部的反射系統(tǒng),這個系統(tǒng)可以縮短望遠鏡的長度,使它短于透鏡的焦距。此外它還可以增大物鏡之間的距離來改善深度感。所有常見的雙筒望遠鏡是伽利略式的,或者使用棱鏡來呈現(xiàn)一個正像。

大的雙筒望遠鏡比較重,不易穩(wěn)定地拿住,因此一般被固定在三腳架上或其它支柱上。在第二次世界大戰(zhàn)中美國制造過非常大的(10噸),其物鏡的距離相當(dāng)遠的(15米)大型雙筒望遠鏡來確定25公里以外的海上目標(biāo)的距離。目前世界上最大的雙筒望遠鏡是位于美國亞利桑那州的大雙筒望遠鏡(Large Binocular Telescope,LBT)。1

電極化在經(jīng)典電磁學(xué)里,當(dāng)給電介質(zhì)施加一個電場時,由于電介質(zhì)內(nèi)部正負電荷的相對位移,會產(chǎn)生電偶極子,這現(xiàn)象稱為電極化(英語:electric polarization)。施加的電場可能是外電場,也可能是嵌入電介質(zhì)內(nèi)部的自由電荷所產(chǎn)生的電場。因為電極化而產(chǎn)生的電偶極子稱為“感應(yīng)電偶極子”,其電偶極矩稱為“感應(yīng)電偶極矩”。

電極化強度又稱為“電極化矢量”,定義為電介質(zhì)內(nèi)的電偶極矩密度,也就是單位體積的電偶極矩。這定義所指的電偶極矩包括永久電偶極矩和感應(yīng)電偶極矩。它的國際單位制度量單位是庫侖每平方米(coulomb/m2),表示為矢量P。2

參閱麥克斯韋方程組

克勞修斯-莫索提方程

駐極體

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

劉軍 - 副研究員 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所