Ньютон применил для анализа света призму. Метод анализа спектров усовершенствовал в прошлом столетии немецкий физик Густав Кирхгоф. Он создал первый спектроскоп. С помощью этого прибора было совершено немало выдающихся открытий. Главной деталью спектроскопа осталась призма.
Если световой луч падает на плоскую грань призмы, т. е. на границу раздела двух сред (воздуха и стекла), под углом , то какая-то часть света отразится, а другая часть войдет
в стекло и преломится в нем, т. е. изменит свое первоначальное направление. При этом все три луча — падающий А-А, отраженный Б-Б и преломленный В-В — лежат в одной плоскости с перпендикуляром, опущенным на грань призмы в точку падения луча А-А. Углы и связаны зависимостью:
sin=nsin.
Преломляемость лучей света характеризуется показателем преломления п. Для лучей с разной длиной волны преломляемость разная. Этим законом определяется ход лучей в призме.
Лучи света с разной длиной волны призма спектроскопа отклоняет на разные углы. Если на призму падает луч, представляющий собою смесь желтого и зеленого монохроматических излучений, то желтая часть луча будет отклонена призмой меньше, чем синяя. При этом цвет падающего луча будет зеленым. У каждого сорта стекла свой показатель преломления для лучей с волнами определенной длины. На основании этого рассчитывается ход лучей в призме спектроскопа.
Например, у сорта стекла К-8 показатель преломления для лучей синего цвета n=1,522 (=0,486 мк), для лучей желтого цвета nD=1,516 (=0,589 мк). На рисунке 4 цветной таблицы у страницы 176 показана оптическая схема простейшего спектроскопа. Труба D называется коллиматором. Перед ее щелью А установлен источник света, спектр которого должен быть изучен. Свет пламени будет выходить из коллиматора почти параллельным пучком, или, как говорят, пучком малой расходимости. На расстоянии / от щели А расположена двояковыпуклая линза L — кусок стекла, поверхность которого образована частями сферы. В просторечии такую линзу называют увеличительным стеклом.
На рисунке 7 изображена двояковыпуклая линза. Ось А-А, перпендикулярная к поверхностям линзы и проходящая через ее центр, называется главной оптической осью.