Мы объясним, что такое оптика, ее историю, влияние на другие науки и различия между физической, геометрической и современной оптикой
Оптика изучает свойства света и то, как их можно использовать
Что такое оптика?
Оптика – это раздел физики , посвященный изучению видимого света : его свойств и поведения. В нем также анализируются возможные варианты его применения в жизни человека , например, создание приборов для его обнаружения или использования
Свет определяется оптикой как полоса электромагнитного излучения, поведение которого аналогично поведению других (для нас) невидимых форм электромагнитного спектра , таких как ультрафиолетовое или инфракрасное излучение
Это означает, что его поведение может быть описано в соответствии с волновой механикой (за исключением очень специфических контекстов, где свет действует как частица ) и подходами классической электродинамики света
Оптика является очень важной областью исследований и предоставляет инструменты для других наук , особенно астрономии , инженерии, фотографии и медицины (офтальмологии и оптометрии). Ему мы обязаны существованием зеркал, линз, телескопов, микроскопов , лазеров и волоконно-оптических систем
История оптики
Оптика позволила создать такие жизненно важные для науки изобретения, как микроскопы.
Область оптики была частью забот человечества с древнейших времен. Самые ранние известные попытки создания линз относятся к Древнему Египту или Древней Месопотамии , например, линза Нирмуд (700 г. до н.э.), изготовленная в Ассирии.до н.э.), изготовленные в Ассирии
Древние греки также были озабочены пониманием природы света, который они понимали с двух точек зрения: его получения или видения и его излучения, поскольку древние греки считали, что объекты излучают копии самих себя посредством света (называемого эйдолой). Философы , такие как Демокрит, Эпикур, Платон и Аристотель, широко изучали оптику
На смену этим ученым пришли алхимики и исламские ученые в средневековый европейский период, такие как Аль-Кинди (ок. 801-873) и, в частности, Абу Али-аль-Хасан или Альхазен (965-1040), считающийся отцом оптики благодаря своей ‘Книге оптики’ (XI век), где он исследует явления преломления и отражения
Европейское Возрождение принесло эти знания на Запад, в частности, благодаря Роберту Гроссетесте и Роджеру Бэкону. Первые практичные очки были изготовлены в Италии около 1286 года. С тех пор применение оптических линз для различных научных целей не прекращалось
Благодаря оптике такие гении, как Коперник, Галилео Галилей и Иоганн Кеплер, смогли провести свои астрономические исследования. Позже первые микроскопы позволили обнаружить микробную жизнь и положить начало современной биологии и медицине. Вся научная революция в значительной степени обусловлена вкладом оптики
Физическая оптика
Физическая оптика рассматривает свет как волну, распространяющуюся в пространстве. Это отрасль оптики, которая остается наиболее верной принципам и рассуждениям физики, опираясь на предыдущие знания , такие как уравнения Максвелла, чтобы привести один важный пример
Таким образом, касается таких физических явлений, как интерференция, поляризация или дифракция. Кроме того, он предлагает предсказательные модели того, как свет будет вести себя в определенных ситуациях или в определенных средах, если не системы численного моделирования
Геометрическая оптика
Геометрическая оптика позволяет изучать такие явления, как радуга и призма.
Геометрическая оптика возникла в результате геометрического применения феноменологических законов преломления и отражения Виллеброрда Снела ван Ройена (1580-1626), голландского ученого, известного как Снелл
Эта отрасль оптики основана на существовании светового луча, поведение которого описывается правилами геометрии, чтобы найти формулы для линз, зеркал и диоптрий. Это позволяет изучать такие явления, как радуга , распространение света и призмы. И все это с помощью языка математики
Современная оптика
Современная отрасль оптики возникает вместе с квантовой физикой и новые области знаний, ставшие возможными благодаря последней, а также ее возможное применение в технике. Таким образом, современная оптика охватывает огромное разнообразие новых областей исследований света и его применения, включая:
лазерные механизмы (усиление света путем имитации испускания излучения).
- фотоэлектрические элементы , светодиодные лампы и метаматериалы.
- оптоэлектроника , рука об руку с вычислительной техникой и цифровой обработкой изображений.
- светотехника , с применением в фотографии кино и других областях.
- Квантовая оптика и физическое изучение фотона как частицы света и световой волны.
- Атмосферная оптика и понимание световых процессов в атмосфере.
Добавить комментарий