全反射棱镜

横截面是等腰直角三角形的棱镜

全反射棱镜，指横截面是等腰直角三角形的棱镜，如：自行车尾灯。

原理

图19-26中的等腰直角三角形ABC表示一个全反射棱镜的横截面，它的两个直角边AB和BC表示棱镜上两个互相垂直的侧面。如果光线垂直地射到AB面上，就会沿原来的方向射入棱镜，射到AC面上，由于入射角（45°）大于光从玻璃射入空气的临界角（42°），光会在AC面上发生全反射，沿着垂直于BC的方向从棱镜射出（如图19-26甲）。如果光垂直的射AC面上（如图19－26乙），沿原方向射入棱镜后，在AC、BC两个面上都会发生全反射，最后沿着入射时相反地方向入射时相反的方向从AC面上射出生活中很多地方都用到了这一原理，例如自行车尾灯（图19－27），就利用了这一原理

在光学仪器里常用全反射棱镜代替平面镜，改变光的传播方向。图19－28是全反射棱镜应用在潜望镜里的光路图。而在望远镜中为了获得较大的放大倍数，镜筒要很长，使用全反射棱镜，能够缩短镜筒的长度（图19－29）。

反射棱镜的工作原理实际上是光的反射定律和折射定律。光在相同介质中发生反射时，其反射角和入射角相等；光由一种介质垂直两介质平面入射到另一种介质时，不会发生折射。

实际应用的棱镜如图1；棱镜尾部的结构为三面正交（图2所示A、B、C面），其形状如图2；原理如图3。

图3中直角三角形为反射棱镜尾部结构的一个断面，其中一角度为90度，A面和B面相互垂直。入射光R1入射到面B面上，其反射光再入射到面A上，最后有反射光R2返回，其方向与R1的方向互逆。根据光的反射定律可以知道以下关系：

即R1和R2是平行的。就是说反射棱镜能够将光按照原路发射回去。

初看起来全反射棱镜仅仅相当于一个平面镜，使用全反射棱镜的地方完全可以用平面镜替代，但实际上却不是这样。一般的平面镜都是在玻璃的后表面镀银而成，平面镜的前表面即玻璃表面也反射光线，光线要经过玻璃表面和银面多次反射，所以会成多个像（图19－30）。其中第一次被银面反射所成的像（主像）最明亮，而其它的像则越来越暗，一般不会引起注意，但是对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，这些多余的像必须除去，所以常用全反射棱镜。当然，如果在玻璃前表面镀银，就不会产生多个像，但是前表面镀银，银面容易脱落。

作用

在利用反射棱镜(或者反射片)作为反射物进行测距时，反射棱镜接收全站仪发出的光信号，并将其反射回去。全站仪发出光信号，并接收从反射棱镜反射回来的光信号，计算光信号的相位移等，从而间接求得光通过的时间，最后测出全站仪到反射棱镜的距离。

棱镜常数

由于空气的折射率近似等于1.0，而玻璃的折射率大约等于1.5；根据公式可知光通过玻璃时的速度比通过空气时的要小。

用全站仪测量仪器到反射棱镜之间的距离时，仪器根据测量显示的距离比实际的距离要长。因此，棱镜常数取决于玻璃的折射率和棱镜的厚度（光通过的长度）。假设反射棱镜顶点在测点的铅直线上，那么棱镜（玻璃材料）折射率的改正值就是棱镜常数。但实际应用中由于安装固定的需要，棱镜的顶点位置不在测点的铅直线上。

实际应用的棱镜常数的计算(如图4)方法如下：

上式中：

例如某厂家制造的反射棱镜在应用时会发现其说明书中标称的棱镜常数有两种即－40和－30；这是通过增加或减少一只外框来改变棱镜常数的。实际上就是改变了式中H的数值而已。

种类

从仪器发出的测距光束会随其通过的距离增大而出现扩大光束。在采用一个反射棱镜时，仪器接收到的返回光量会减弱。实际应用中在进行长距离测量时使用多个反射棱镜。常用的棱镜有：单棱镜；3棱镜；9棱镜；简易棱镜；标杆单棱镜等。

关于反射棱镜，在实际制造时，根据配套全站仪或者测距仪仪器要求不同，“锥度”有做成负几秒到正几十秒的。正的好加工，成本也比较低；并且正的数值越大成本就减低很多。在制造时还要根据需求后面进行镀膜。镀膜也有膜材料和工艺要求，工艺不同成本也差很多。用户在选择使用时，不一定会考虑到这些方方面面的；对选择的附件满足自己的工程要求即可。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省