In geometria, il prisma si riferisce a una certa forma tridimensionale: un poliedro o un poligono a stella collegato a una forma identica da lati rettangolari. Un cubo o una scatola rettangolare è un esempio di questo tipo di prisma, ma invece di avere un rettangolo in alto e in basso, come in questo esempio, un prisma geometrico può anche avere un triangolo, una stella a sei punte o qualsiasi altro -forma laterale. In ottica, un prisma è un oggetto trasparente con lati lisci e piatti che rifrange la luce. Molti prismi ottici sono anche prismi geometrici, spesso prismi triangolari, ma possono anche essere di altre forme. Un prisma ottico è comunemente realizzato in vetro o plastica trasparente, ma può essere utilizzato qualsiasi materiale purché sia trasparente alla sorgente luminosa che deve essere rifratta.
Quando la luce viene rifratta, il suo corso viene piegato a causa di un ostacolo nel suo percorso. Puoi vedere un esempio di luce rifratta mettendo una matita in un bicchiere d’acqua trasparente e osservando come sembra dividersi dove inizia l’acqua. Ciò accade perché l’acqua ha un indice di rifrazione più elevato dell’aria, quindi la luce si muove più lentamente attraverso l’acqua. Un prisma ottico ha anche un indice di rifrazione più alto dell’aria, quindi la luce che lo attraversa viene rifratta.
La luce di diverse frequenze o lunghezze d’onda viaggia a velocità diverse e di conseguenza si rifrange ad angoli diversi. Nello spettro visibile, la porzione dello spettro elettromagnetico (EM) visibile all’occhio umano, diverse frequenze di luce appaiono come colori diversi. La luce bianca pura è una combinazione di luce di molte frequenze, quindi quando la luce bianca pura brilla attraverso un prisma, si scompone nelle sue lunghezze d’onda costituenti, creando un effetto arcobaleno.
Il rosso, la frequenza più bassa visibile all’occhio umano, rifrange meno del viola, la frequenza più alta visibile all’occhio umano, quindi il rosso si piega con un angolo meno grave del viola. Tutti i colori in mezzo si piegano a gradi diversi, quindi il prisma crea un arcobaleno di luce bianca. Questo è anche il modo in cui sorgono gli arcobaleni in natura, poiché si verificano quando l’aria è piena di vapore acqueo che rifrange la luce in modo simile a un prisma.
Altri tipi di prismi hanno effetti diversi sulla luce. Oltre al prisma rifrangente, un prisma può essere riflettente o polarizzante. I prismi riflettenti riflettono la luce, come uno specchio, e sono utilizzati nei binocoli, tra le altre applicazioni. Un prisma polarizzante rompe la luce in diverse polarizzazioni, o cariche elettromagnetiche, piuttosto che in diverse frequenze.