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prisma

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Lessico

sm. (pl. -i) [sec. XVII; dal greco prîsma-atos, da prízō, segare, con allusione ai piani che tagliano la figura su tutti i lati].

1) Poliedro avente per facce due poligoni uguali (basi), posti su piani paralleli, e dei parallelogrammi (facce laterali) i cui lati si dicono spigoli del prisma. Un prisma è retto od obliquo, secondo che gli spigoli laterali siano perpendicolari od obliqui rispetto ai piani delle basi. Se le basi sono parallelogrammi il prisma dicesi parallelepipedo; in particolare si ha un cubo se le basi sono quadrate, se il prisma è retto e se la distanza tra le basi è uguale al lato del quadrato. Un prisma retto, le cui basi siano poligoni regolari, dicesi regolare. L'area laterale di un prisma retto è uguale al prodotto del perimetro della base per la lunghezza di uno spigolo; l'area totale si ottiene sommando l'area laterale con l'area delle due basi; il volume del prisma è uguale al prodotto dell'area di una base per l'altezza del prisma che è la distanza tra le due basi. Prisma indefinito, la porzione di spazio racchiusa da una superficie prismatica chiusa. Prisma archimedeo, tipo di poliedro archimedeo corrispondente a prismi regolari: ha infatti per basi dei poligoni regolari e per lati dei quadrati; il cubo è un esempio di prisma archimedeo; prisma storto, sinonimo di antiprisma, anch'esso tipo di poliedro archimedeo.

2) Mezzo ottico, generalmente di vetro, delimitato da facce piane non parallele usato immerso in un altro mezzo di indice di rifrazione minore, generalmente aria, avente la funzione di deviare, in modi differenti secondo il tipo, i raggi luminosi incidenti su una delle facce; in alcuni tipi di prisma, per esempio, i raggi incidono su una faccia trasversale rispetto a due sulle quali subiscono riflessioni ed emergono dalla stessa faccia d'ingresso.

3) In anatomia, al pl., formazioni proprie dello smalto dentario fra di loro unite da una sostanza cementante, dette anche colonne dello smalto.

4) Fig., riferito al prisma ottico, strumento, schermo ideale, che altera e modifica la visione delle cose: giudicare attraverso il prisma delle passioni.

Ottica: generalità

In un prisma avente la funzione di deviare un raggio luminoso l'angolo di deviazione δ è legato all'angolo di incidenza î₁ e all'angolo di emergenza î₂ dalla relazione: δ=î₁+î₂-α, dove α è detto angolo rifrangente del prisma. Ma poiché la relazione fra î₁ e î₂ dipende dall'indice di rifrazione relativo n=n₂/n₁ del mezzo rispetto all'aria, per radiazione monocromatica la deviazione δ è funzione della lunghezza d'onda della radiazione usata ed è decrescente dal violetto al rosso. Per angoli α e î₁ molto piccoli la deviazione diventa praticamente indipendente da î₁ e î₂ e calcolabile in funzione di n con la relazione approssimata δ=(n-1)α. I prismi possono essere classificati in base alla loro funzione in: prismi a dispersione, prismi a riflessione, prismi speciali (acromatici, a deviazione costante, ecc.). I prismi a dispersione sono prismi nei quali si sfrutta in generale la proprietà che la deviazione è funzione della lunghezza d'onda. Sono di largo uso in spettroscopia, per esempio nei monocromatori, per la possibilità di isolare una riga dello spettro. Per un dato prisma e una data radiazione monocromatica la deviazione assume il valore minimo δm quando l'angolo di incidenza î₁ diventa uguale all'angolo di emergenza î₂; in tale condizione vale la relazione:

Dalla misura di δm può quindi essere ricavato il valore di n; uno dei metodi più precisi di misura di n si basa appunto su tale principio.

Ottica: prismi a riflessione

I prismi a riflessione sono caratterizzati dal fatto che il raggio luminoso incidente subisce una riflessione su una faccia interna del prisma; hanno come scopo la deviazione, o il ribaltamento, o il capovolgimento delle immagini. Tra i più usati vi sono: il prisma di Amici, che crea un ribaltamento dell'immagine, ossia una rotazione di questa attorno a un asse orizzontale ξ; il prisma di Porro, che fa ribaltare l'immagine attorno a un asse orizzontale perpendicolare al disegno; è un prisma isoscele con angolo retto fra le facce, usato come raddrizzatore; il prisma di Wollaston, che può essere immaginato costituito da due elementi prismatici consecutivi M₁S₁N₁ e N₁S₁N₂, produce una deviazione pari a 90º senza ribaltamento; è usato come squadro nelle operazioni topografiche e come camera chiara per copiare figure e disegnare oggetti; il prisma di Abbe, analogo al precedente, è costituito da due elementi prismatici M₁S₁N₁ e N₁S₁N₂ e produce una deviazione δ=α₂-α₁ (è sempre |α₂|>|α₁|); come il prisma di Wollaston è usato come camera chiara, con il vantaggio che la deviazione è minore; il prisma invertitore a tetto di Wirth, il quale può essere considerato ricavato da un prisma isoscele a base rettangolare MM´NN´SS´ nel quale gli spigoli MM´NN´ sono smussati da due facce a tetto LL´QQ´, KK´QQ´. Il prisma determina un capovolgimento completo dell'immagine BAC, ossia la successione di due rotazioni attorno a un asse orizzontale e a uno verticale.

Ottica: prismi speciali

Sono detti prismi speciali alcuni prismi con scopi particolari, come, per esempio, prismi acromatici, costituiti da due elementi prismatici consecutivi MSN, SNP, con indici di rifrazione diversi n₁, n₂, tali che la deviazione δ risultante sia la stessa per due lunghezze d'onda sufficientemente lontane, una nel rosso (λ=656,3 nm) e una nel blu (λ=486,1 nm). Sono prismi speciali anche i prismi a deviazione costante, come quello di Pellin-Broca, nei quali si fa incidere un raggio policromatico nelle condizioni di deviazione minima. Nel caso del prisma di Pellin-Broca, al ruotare del prisma attorno a un asse normale al piano del disegno, il raggio emergente varia soltanto di colore, non di inclinazione. Nei prismi di Pellin-Broca, particolarmente usati come monocromatori, la deviazione costante è di 90º. Per altri prismi con funzioni specifiche o con nomi particolari, vedi alle singole voci.

Ottica: prisma obiettivo

In astronomia, il prisma obiettivo è un sistema ottico consistente nell'applicazione a un normale obiettivo a lente, o a specchio, di un largo prisma dispersivo in vetro avente angolo rifrangente molto piccolo. Consente di ottenere simultaneamente spettri a piccola dispersione di tutte le stelle presenti nel campo ottico. Si è dimostrato utilissimo, associato a telescopi a gran campo tipo Schmidt, in numerose ricerche di statistica stellare.

Topografia

I prismi sono usati per la costruzione di piccoli strumenti in grado di funzionare da allineatori o da squadri o di assolvere entrambe le funzioni. Scegliendo, infatti, opportunamente la forma geometrica del prisma e sfruttandone le proprietà ottiche di rifrazione e di riflessione, è possibile ottenere che il raggio emergente e il raggio incidente siano paralleli o tra loro perpendicolari o che formino determinati angoli. È del primo tipo il prisma squadro di Bauernfeind costituito da un prisma triangolare retto isoscele con la faccia ipotenusa resa speculare: il raggio incidente, dopo una rifrazione, una riflessione totale, una riflessione sulla faccia speculare e un'ultima rifrazione emerge dal prisma a 90º rispetto all'incidenza. Il prisma di Bauernfeind, di dimensioni molto limitate, è racchiuso in una scatola metallica che porta due finestrelle per l'entrata e l'uscita della luce: volendo stabilire sul terreno due allineamenti tra loro normali, si determina il primo allineamento ponendo una palina in un punto P e l'osservatore col prisma in un altro, quindi l'osservatore traguardando nell'apposita finestrella del prisma fa spostare una seconda palina fino a quando la sua immagine non risulti visibile nel prisma allineata con P. Funzionano da squadri anche il prisma squadro di Wollaston e il prisma pentagonale Zeiss: il primo dà immagini molto luminose perché il raggio incidente subisce solo due riflessioni totali; ha invece funzione di allineatore il prisma di Porro, ottenuto da un prisma triangolare retto isoscele tagliato parallelamente alla faccia ipotenusa, nel quale il raggio incidente e il raggio emergente sono paralleli. Il prisma allineatore consente di determinare la posizione del punto intermedio di un allineamento: spostandosi dall'estremo A di un allineamento verso l'altro, B, il punto intermedio è quello in cui si vede l'estremo B direttamente al di sopra del prisma e allineata con esso l'immagine di A situato alle spalle dell'osservatore. Di particolare interesse sono anche il prisma universale di Jadanza e il prisma pentagonale di Bauernfeind, con i quali è possibile, traguardando attraverso una serie di finestrelle, trovare allineamenti a 45º, a 90º e a 180º.

Geologia

Prisma sedimentario, accumulo di sedimenti che si forma durante l'evoluzione di un margine continentale passivo. Potenti prismi sedimentari caratterizzano i margini continentali dell'Oceano Atlantico. Il prisma sedimentario riveste un ruolo molto importante nei processi che portano alla formazione di una catena montuosa (orogenesi). Durante tali processi i vecchi margini continentali passivi vengono attivati tettonicamente e i relativi prismi sedimentari si deformano, contribuendo in maniera rilevante alla costruzione di una catena montuosa. Gran parte della catena alpina e l'intero edificio appenninico sono stati originati in seguito alla deformazione dei prismi sedimentari dei margini continentali passivi dell'Oceano Tetide. Prismi di accrezione.

Bibliografia (per l'ottica)

A. Fiorentini, Vocabolario dei prismi ottici, Bologna, 1952; F. Twyman, Prism and Lens Making, Londra, 1952; L. Casellato, Sul calcolo del prisma ad asse obliquo, Milano, 1955; idem, Tre prescrizioni di prismi di grado elevato, Milano, 1956; F. A. Jenkins, H. E. White, Foundamentals of Optics, New York, 1957; V. Ronchi, Storia della tecnica ottica, Firenze, 1971; F. Simoni, Ottica e tecnologia ottica, Bologna, 1991.