KWALIFIKACJA MEP2 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 8.
Przedstawiony pryzmat należy zastosować do budowy
Ilustracja przedstawia pryzmat optyczny w kształcie trapezu, przez który przechodzi promień światła.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Pryzmat Dove’a rozpoznaje się po trapezowym przekroju oraz biegu promienia z całkowitym wewnętrznym odbiciem od podstawy i wyjściu równoległym do wejścia. Jego kluczowa cecha to derotacja: obrót pryzmatu o kąt α obraca obraz o 2α. Dlatego stosuje się go w peryskopach z obracaną głowicą do kompensacji obrotu obrazu.

Pełne wyjaśnienie:

Na rysunku przedstawiono pryzmat o przekroju trapezu równoramiennego, w którym promień po wejściu do szkła ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od dłuższej podstawy, a następnie opuszcza pryzmat tak, że wiązka wyjściowa jest równoległa do wiązki wejściowej (zwykle z niewielkim przesunięciem). Taki schemat biegu promieni jest charakterystyczny dla pryzmatu Dove’a.

Najważniejszą własnością użytkową pryzmatu Dove’a jest to, że działa on jako element odwracający i derotacyjny: gdy pryzmat obraca się wokół osi optycznej o kąt α, obserwowany obraz obraca się o . Dzięki temu można kontrolować orientację obrazu i kompensować niepożądany obrót powstający wskutek obrotu części mechanicznych urządzenia.

Dlaczego poprawne jest "peryskop z obracaną głowicą"? W peryskopach, w których głowica jest obracana podczas obserwacji, bez układu kompensującego obraz również zmieniałby orientację. Zastosowanie pryzmatu Dove’a jako elementu derotacyjnego pozwala uzyskać stabilny, "prosty" obraz terenu mimo obrotu głowicy peryskopu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Dalmierz koincydencyjny – typowo wykorzystuje rozwiązania pryzmatyczne służące do rozdziału/odchylenia torów i porównania dwóch obrazów, a nie pryzmat derotacyjny typu Dove’a.
  • Aparat fotograficzny – w klasycznych lustrzankach do prostowania obrazu w wizjerze stosuje się pryzmaty o innej geometrii (np. pentapryzmat/pentamirror), bo celem jest stałe odwrócenie obrazu bez potrzeby sterowanego obrotu 2α.
  • Dwuokularowa nasadka mikroskopowa – kluczową funkcją jest podział wiązki na dwa tory obserwacyjne (dla lewego i prawego okularu), więc stosuje się elementy dzielące wiązkę, a nie pryzmat służący do derotacji obrazu.

Wskazówka egzaminacyjna: przy rozpoznawaniu pryzmatów patrz najpierw na funkcję wynikającą z biegu promieni (odchylenie, odwrócenie, podział wiązki, obrót obrazu), a dopiero potem łącz tę funkcję z typowym urządzeniem.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pryzmat Dove’a to pryzmat odwracający obraz, w którym promień ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od podstawy, a wiązka wyjściowa jest równoległa do wejściowej (z przesunięciem). Na schemacie zwykle widać przekrój trapezowy i pojedyncze odbicie wewnętrzne.
Kluczowa własność pryzmatu Dove’a polega na tym, że gdy obracasz pryzmat wokół osi optycznej o kąt α, orientacja obrazu obraca się o . Dzięki temu niewielki obrót elementu w torze optycznym daje dwukrotnie większy obrót obrazu, co ułatwia kompensację.
W peryskopie obrót głowicy może powodować niepożądany obrót obrazu. Pryzmat Dove’a pełni rolę elementu derotacyjnego: jego obrót pozwala skompensować zmianę orientacji obrazu, aby obserwator widział stabilny, "prosty" obraz niezależnie od kierunku obrotu.
Typowo promień wchodzi przez jedną ścianę skośną, załamuje się, odbija całkowicie od dłuższej podstawy, a potem wychodzi przez drugą ścianę skośną. Najważniejsze: promień wyjściowy jest równoległy do wejściowego, ale przesunięty, co odróżnia go od wielu pryzmatów odchylających.
Pryzmat Dove’a służy głównie do kontrolowanego obrotu/derotacji obrazu przy obrocie elementu optycznego. Pryzmaty Porro kojarzą się częściej z odwracaniem obrazu i składaniem toru w lornetkach, bez funkcji "2α" sterowanej obrotem pryzmatu. W serwisie pomaga analiza funkcji, nie nazwy.
Nie jest to jego podstawowa rola. Nasadka dwuokularowa wymaga elementu dzielącego wiązkę na dwa tory (dla lewego i prawego okularu). Pryzmat Dove’a jest elementem odwracającym/derotacyjnym, więc sam z siebie nie realizuje funkcji podziału energii optycznej na dwa kanały obserwacji.
Najczęściej myli się pryzmaty na podstawie ogólnego kształtu, zamiast sprawdzić bieg promieni: czy jest podział wiązki, ile jest odbić, czy wyjście jest równoległe do wejścia. Drugi błąd to łączenie "dowolnego pryzmatu" z aparatem fotograficznym, bo to popularne skojarzenie.
Na schematach zwykle widać, że promień dochodzi do granicy szkło–powietrze od strony szkła i "odbija się" bez wychodzenia na zewnątrz. W zadaniach egzaminacyjnych takie odbicie bywa rysowane jako pojedyncze odbicie od podstawy pryzmatu, co jest typowe m.in. dla pryzmatu Dove’a.
Najbardziej charakterystyczne jest zastosowanie jako element derotacyjny: peryskopy z obracaną głowicą oraz układy, gdzie trzeba kompensować obrót obrazu. Warto kojarzyć też ogólną zasadę: obrót pryzmatu daje dwukrotny obrót obrazu, co odróżnia go od pryzmatów o stałej orientacji obrazu.
Skup się na tym, co promień "robi": ile razy się odbija, czy wychodzi równolegle, czy następuje podział toru. Następnie dopasuj funkcję do urządzenia: derotacja → peryskop z obrotem, podział wiązki → nasadka dwuokularowa, stałe prostowanie obrazu → rozwiązania wizjera aparatu.
info

Około 36% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Pryzmat Dove’a rozpoznaje się po trapezowym przekroju oraz biegu promienia z całkowitym wewnętrznym odbiciem od podstawy i wyjściu równoległym do wejścia."

Źródła:

  • RP Photonics Encyclopedia: "Dove Prisms" (opis zasady działania i obrotu obrazu), https://www.rp-photonics.com/dove_prisms.html - dostęp 2026-02-18
  • Wikipedia: "Dove prism" (właściwości i zastosowania), https://en.wikipedia.org/wiki/Dove_prism - dostęp 2026-02-18

Materiały:

  • Podręczniki z optyki geometrycznej (rozdziały: pryzmaty, całkowite wewnętrzne odbicie)
  • Encyklopedie optyczne online (hasła: Dove prism, image rotation)
  • Instrukcje serwisowe i schematy torów optycznych peryskopów/układów obserwacyjnych (materiały szkolne/branżowe)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego