Aiškinamės, kas yra optika, jos istorija, poveikis kitiems mokslams ir kuo skiriasi fizikinė, geometrinė ir šiuolaikinė optika.
Kas yra optika?
Optika yra šios srities šaka fizinis kuris yra pasišventęs tyrinėti šviesa matomas: jo savybės ir elgsena. Jame taip pat analizuojamos galimos jo taikymo galimybės zmogus, kaip ir prietaisų, skirtų jį aptikti ar naudoti, konstrukcija.
Optika šviesą apibrėžė kaip elektromagnetinės spinduliuotės juostą, kurios elgesys yra panašus į kitų (mums) nematomų formų. elektromagnetinis spektras, pavyzdžiui, ultravioletinė arba infraraudonoji spinduliuotė.
Tai reiškia, kad jo elgesį galima apibūdinti pagal mechaniką bangos (išskyrus labai specifinius kontekstus, kai šviesa veikia kaip a dalelė) ir klasikinės šviesos elektrodinamikos požiūrius.
Optika yra labai svarbi tyrimų sritis, teikianti priemones kitiems Mokslai, ypač į astronomija, inžinerija, Fotografija ir medicina (oftalmologija ir optometrija). Jai esame skolingi už veidrodžių, lęšių, teleskopų egzistavimą, mikroskopai, lazeriai ir sistemos optinio pluošto.
Optikos istorija
Optikos sritis buvo dalis susirūpinimą keliančių įmonių zmogus nuo seniausių laikų. Ankstyviausi žinomi bandymai su objektyvu datuojami senovės Egipte arba senovės laikais Mesopotamija, pavyzdžiui, Asirijoje pagamintas Nirmud objektyvas (700 m. pr. Kr.).
Senovės graikams taip pat rūpėjo suprasti šviesos prigimtį, kurią jie suprato remdamiesi dviem požiūriais: jos priėmimu arba peržiūrėti ir jo emisija, nes senovės graikai manė, kad objektai skleidžia savo kopijas per šviesą (vadinamas eidola). Filosofai kaip Deokritas, Epikūras, Platonas ir Aristotelis, jie gausiai studijavo optiką.
Šiuos mokslininkus pakeitė alchemikai ir islamo mokslininkai per viduramžių Laikai tokie kaip Al-Kindi (apie 801-873) ir ypač Abu Ali-al-Hasanas ar Alhazenas (965-1040), laikomas savo optikos tėvu. Optikos knyga (XI a.), kur tyrinėja lūžio ir atspindžio reiškinius.
The renesansas Europietis atnešė tas žinias į Vakarus, ypač Roberto Grosseteste ir Roger Bacon dėka. Pirmieji praktiški akiniai buvo pagaminti Italijoje apie 1286 m. Nuo tada optinių lęšių taikymas įvairiems moksliniams tikslams nenutrūko.
Optikos dėka Koperniko, Galilėjaus Galilėjaus ir Johaneso Keplerio genijai galėjo atlikti astronominius tyrimus. Vėliau pirmasis mikroskopai leido atrasti gyvybę mikrobų ir pradžia biologija ir šiuolaikinė medicina. The Mokslo revoliucija didžiąja dalimi yra dėl optikos indėlio.
Fizinė optika
Fizinė optika yra ta, kuri šviesą laiko banga, sklindančia joje erdvė. Tai optikos šaka, kuri yra ištikimiausia principams ir samprotavimus fizikos, pasinaudojant žinių ankstesnės, pavyzdžiui, Maksvelo lygtys, kad būtų galima paminėti svarbų pavyzdį.
Tokiu būdu jis nerimauja dėl fizinių reiškinių, tokių kaip trukdžiai, poliarizacija ar difrakcija. Be to, siūlomi nuspėjamieji modeliai, leidžiantys žinoti, kaip šviesa elgsis tam tikrose situacijose arba tam tikrose laikmenose, kai nesistemos skaitmeninis modeliavimas.
Geometrinė optika
Geometrinė optika gimsta iš geometrinio dėsnių taikymo fenomenologinis apie refrakciją ir atspindį Willebrord Snel van Royen (1580-1626), olandų mokslininkas, žinomas kaip Snell.
Tam ši optikos šaka prasideda nuo šviesos spindulio egzistavimo, kurio elgesys apibūdinamas geometrijos taisyklėmis ieškant lęšių, veidrodžių ir dioptrijų formulių. Tokiu būdu galima tirti tokius reiškinius kaip Vaivorykštė, šviesos ir prizmių sklidimas. Visa tai naudojant kalba iš matematika.
Šiuolaikinė optika
Šiuolaikinė optikos šaka kyla su kvantine fizika ir naujomis žinių sritimis, kurias pastaroji padarė įmanomomis, taip pat galimu jos pritaikymu inžinerijoje. Taigi šiuolaikinė optika apima daugybę naujų sričių tyrimai apie šviesą ir jos pritaikymą, įskaitant:
- Lazerio mechanizmai (šviesos stiprinimas imituojant spinduliuotę).
- Fotoelementai, LED lemputės ir metamedžiagos.
- Optoelektronika, ranka rankon su kompiuterijair skaitmeninis vaizdo apdorojimas.
- Apšvietimo inžinerija, pritaikyta Fotografija, kino teatras ir kitose srityse.
- Kvantinė optika ir fizinis fotono, kaip šviesos dalelės ir šviesos bangos, tyrimas tuo pačiu metu.
- Atmosferos optika ir atmosferos šviesos procesų supratimas.