¿Un prisma ampliará un haz monocromático?

Question

La representación del experimento que demuestra que la luz blanca se compone de muchos colores, muestra invariablemente que el haz de luz blanca se ensancha dentro del prisma y se ensancha un poco más cuando sale en forma de los colores separados. No soy capaz de averiguar si este ensanchamiento del haz se produce en el caso de una luz estrictamente monocromática.

Para una información más completa, lo siguiente es lo que estoy tratando de lograr. Tengo un puntero láser del que estoy tratando de obtener una hoja de láser. Para ello estoy explorando el uso de prismas (uno o más prismas). Usando este rayo planeo montar una cruda demostración preliminar de visualización de flujo. Se agradece cualquier aportación.

Answer 1

Siempre que el prisma sea de alta calidad (en términos generales, sus caras deben ser ópticamente planas y su material no debe tener defectos), no debería haber ensanchamiento. Lo que hace el prisma es dispersar diferentes colores en diferentes direcciones. Si la fuente es monocromática, no habrá dispersión. Sin embargo, si la fuente no es monocromática (dentro de una pequeña tolerancia), habrá cierta dispersión, pero probablemente será mínima.

Answer 2

Normalmente, las láminas de luz láser se consiguen haciendo rebotar el láser en un espejo oscilante, aunque se podría conseguir un efecto similar haciendo pasar la luz por un prisma oscilante o giratorio. Si la frecuencia de oscilación del espejo es lo suficientemente rápida, la persistencia de la visión hace que parezca una lámina de luz fija.

Los prismas amplían un haz de luz multicromática porque el índice de refracción varía con la longitud de onda, por lo que cada color se curva en una cantidad diferente. Con la luz monocromática sólo hay un índice de refracción y un ángulo de curvatura únicos.

Answer 3

Aunque la física de las otras respuestas es correcta, sus conclusiones lamentablemente no lo son. Los prismas pueden utilizarse para hacer que un rayo láser sea más ancho en una dimensión. De hecho, es una práctica habitual para circularizar la salida de los diodos láser, que suelen ser muy elípticos (reciben el nombre de pares de prismas anamórficos). Aquí es un ejemplo de Thorlabs.com.

¿Por qué ocurre esto? Como señalan correctamente las otras respuestas, no hay dispersión; este efecto es puramente geométrico. Piensa en el rayo como un cilindro con una sección transversal elíptica. Tomando la sección transversal correcta a través de este cilindro que no es perpendicular a la dirección de propagación podemos obtener algo cuya sección transversal es circular (o viceversa). Esto es lo que hace un prisma a un rayo láser; al introducirlo en el rayo con un ángulo de incidencia pronunciado, la sección transversal proyectada a la salida del prisma es mayor en la dimensión en la que el prisma está inclinado.

Sin embargo, las otras respuestas son correctas en el sentido de que no se querría utilizar este método para obtener un gran rayo láser. Para eso deberías usar una o dos lentes; las lentes cilíndricas pueden usarse para hacer más grande sólo una dimensión. Podría ofrecer algunas sugerencias sobre su proyecto, pero no entiendo a qué se refiere con la visualización del flujo. ¿Quieres construir algo como un Interferómetro de Fizeau ? ¿Qué propiedad óptica del fluido intenta visualizar?