In fisica, in generale, s'intende per prisma un corpo trasparente limitato da facce piane e non parallele. La linea individuata dall'intersezione delle due facce si dice spigolo del prisma e l'angolo formato da queste si dice angolo rifrangente del prisma. Il prisma ottico ha la forma geometrica di un prisma (spesso triangolare, come riportata nell’immagine) e viene disposto in modo tale che la luce policromatica lo penetri da una faccia e, dopo averlo attraversato, emerga da una faccia non parallela alla prima.

Il prisma ottico può essere di vari materiali (vetro, quarzo, cloruro di sodio, ecc.) ciascuno dei quali ha un suo caratteristico indice di rifrazione n che dipende dalla lunghezza d'onda della luce che lo attraversa. Le componenti a frequenza maggiore vengono deviate di un angolo che è maggiore rispetto a quello con cui vengono deviate le componenti a frequenza minore. La strumentazione è composta da Prismi ottici a base triangolare e prisma multiplo, sistema formato da molteplici prismi con indice di rifrazione diverso

Il prisma ottico è un mezzo omogeneo rifrangente che, sfruttando il fenomeno della rifrazione, riesce a disperdere la luce policromatica “separandola” nelle diverse componenti monocromatiche che la compongono. La In particolare, se su un prisma ottico si dirige un fascio di luce bianca, come quella proveniente dal Sole o da una lampadina, si vedrà fuoriuscire dal prisma una serie di raggi variamente deviati e di colore diverso, in cui si possono distinguere i sette colori dell'arcobaleno: rosso, arancio, giallo, verde, blu, indaco e violetto. La rifrazione è, dunque, la deviazione che un raggio luminoso subisce nel passare da un mezzo trasparente a un altro, per la differenza della velocità di propagazione nei due mezzi. La legge di Snell descrive le modalità di rifrazione di un raggio luminoso nella transizione tra due mezzi con indice di rifrazione diverso fornendo la relazione tra angolo incidente e angolo rifratto e gli indici di rifrazione dei mezzi:
$n_i sinθ_i = n_r sinθ_r$
Così, come è possibile notare nell’ immagine seguente, nel campo della luce del visibile la componente viola (elevata frequenza) viene deviata di un angolo maggiore rispetto alla componente rossa (frequenza minore).

Schema rappresentante il fenomeno di rifrazione, che si verifica a causa del passaggio della luce attraverso un prisma di vetro; https://www.chimica-online.it/download/prisma-ottico.htm

Il raggio di luce incidente e il raggio che esce dal prisma formano un angolo chiamato “angolo di deviazione”. Dato un raggio incidente sul prisma, esso viene rifratto formando un certo angolo 𝛿 con la direzione del raggio incidente. Ruotando il prisma nel verso di riduzione dell’angolo di deviazione dei due raggi, viene raggiunto un punto di inversione del moto dato il quale, se si continuasse a ruotare il prisma nel medesimo verso, l’angolo di deviazione aumenterebbe. L’angolo al quale avviene tale inversione del moto è detto di deviazione minima δ_min, ovvero il minimo angolo possibile tra il raggio rifratto dal prisma e il raggio incidente. La seguente relazione, la quale lega l’indice di rifrazione n all’angolo di deviazione minima e all’angolo al vertice 𝛼 del prisma, definisce l’indice di rifrazione.
$n(λ)=\frac{sin\frac{𝛼 + 𝛿_𝑚𝑖𝑛}{2}}{sin\frac{𝛼}{2}}$
L’indice di rifrazione dipende dalle caratteristiche dei due mezzi (aria e vetro) e dalla lunghezza d’onda 𝜆 della luce rifratta (l’angolo di deviazione minima varia anch’esso con la lunghezza d’onda, ovvero è differente per ogni riga dello spettro della sorgente di luce in esame). Si dimostra inoltre l’esistenza di una condizione limite dell’angolo al vertice affinché il raggio incidente venga effettivamente rifratto:
$sin\frac{𝛼}{2}= \frac{1}{n}$
Quindi, non è possibile utilizzare qualsiasi prisma per studiare il fenomeno della rifrazione. Se questa condizione non viene rispettata, infatti, non si verifica il fenomeno della rifrazione, ma i raggi da cui la luce è formata si “riflettono” completamente. Quando un raggio di luce che viaggia in un mezzo materiale trasparente (come, per esempio, l'aria) incontra una superficie di separazione con un altro mezzo trasparente (per esempio, il vetro) si divide normalmente in due raggi: uno viene rifratto e l'altro viene riflesso dalla superficie. Quando la superficie incontrata è perfettamente riflettente, non si ha rifrazione e la luce viene completamente riflessa, seguendo le leggi della riflessione caratteristiche delle onde: l'angolo di incidenza, i, è uguale all'angolo di riflessione, r, e i due angoli giacciono sullo stesso piano, perpendicolare alla superficie riflettente.

https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_Snell
https://www.youmath.it/domande-a-risposte/view/8058-prisma-ottico.html
https://www.chimica-online.it/download/prisma-ottico.htm
https://www.treccani.it/enciclopedia/prisma_%28Enciclopedia-Italiana%29/
https://www.sapere.it/sapere/strumenti/studiafacile/fisica/Le-onde/La-luce/La-riflessione-e-la-rifrazione-della-luce.html

Salvatore Bosco, Gaetano Lubrano, Stefano Sarracino, Andrea Sciarra.

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