一般小学生
まとめ
- 45度・45度・90度の角度を持つ三角柱型の光学素子で、光の進路を正確に制御するために用いられる。
- ガラスと空気の境界で起こる「全反射」の現象を利用し、光を90度または180度曲げることができる。
- 鏡による反射と比較して光の減衰が少なく、双眼鏡や潜望鏡などの精密な光学機器に不可欠な部品である。
解説
直角二等辺三角形のプリズムの最大の特徴は、全反射を利用した高い反射効率にあります。一般的なガラスの屈折率は約1.5であり、空気との境界における全反射の臨界角は約42度です。このプリズムの斜辺に対して光が45度の角度で入射するように設計すると、入射角が臨界角を超えるため、光は境界線で屈折することなく100%反射されます。
具体的な用途としては、光の進路を90度変える「偏角プリズム」としての利用や、二つの面で反射させて光を180度折り返す「ポロプリズム」としての利用が挙げられます。特に180度折り返す際には、上下左右が反転した像を元に戻す（正立させる）効果があり、双眼鏡の内部構造などで重要な役割を果たしています。
小学生のみなさんへ
直角二等辺三角形の形をしたガラスの固まりのことを「直角二等辺三角形のプリズム」と呼びます。このガラスは、鏡のように光をはね返す特別な力を持っています。
ふつうの鏡は、光を少しだけ吸収してしまいますが、このプリズムは「全反射」という仕組みを使って、光を100パーセントはね返すことができます。そのため、遠くの景色を明るく、はっきりと見ることができるのです。理科のテストでは、光がどのようにはね返って進むのかを、図の中から選ぶ問題がよく出されます。
ルラスタコラム
潜水艦（せんすいかん）などで使われる「潜望鏡」の中には、このプリズムが2つ入っています。上のプリズムで光を下に曲げ、下のプリズムでまた横に曲げることで、海の中から外の様子を見ることができるんですよ。
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