Ми пояснюємо, що таке оптика, її історію, вплив на інші науки та чим відрізняються фізична, геометрична та сучасна оптика.
Що таке оптика?
Оптика - це галузь фізичний який присвячений вивченню о світло видимі: його властивості та поведінка. Він також аналізує його можливі застосування в житті людина, як і конструкція приладів для його виявлення або використання.
Світло було визначено оптикою як смуга електромагнітних випромінювань, поведінка яких подібна до поведінки інших невидимих (для нас) форм електромагнітний спектр, наприклад, ультрафіолетове або інфрачервоне випромінювання.
Це означає, що його поведінку можна описати відповідно до механіки хвилі (крім дуже конкретних контекстів, де світло діє як а частинка) та підходи класичної електродинаміки світла.
Оптика є дуже важливою сферою досліджень, яка надає інструменти для інших наук, особливо до астрономії, інженерія, фотографія і медицина (офтальмологія та оптометрія). Їй ми завдячуємо існуванням дзеркал, лінз, телескопів, мікроскопи, лазери та системи оптичне волокно.
Історія оптики
Сфера оптики була частиною турбот людина з давніх часів. Найдавніші відомі спроби лінзи датуються Стародавнім Єгиптом або Стародавнім Месопотамія, наприклад, лінза Нірмуда (700 р. до н. е.), виготовлена в Ассирії.
Стародавніх греків також цікавило розуміння природи світла, яке вони розуміли з двох точок зору: його прийом або перегляд і його викид, оскільки стародавні греки вважали, що об'єкти випромінюють свої копії через світло (наз ейдола). Філософи як Деокріт, Епікур, Платон і Аристотель, вони рясно вивчали оптику.
Цих учених замінили в алхіміків та ісламські вчені під час середньовіччя такі як Аль-Кінді (бл. 801-873) і особливо Абу Алі-аль-Хасан або Альхазен (965-1040), який вважається батьком оптики за Книга по оптиці (11 ст.), де досліджує явища заломлення та відбиття.
The Відродження Європеєць приніс ці знання на Захід, особливо завдяки Роберто Гроссетесте та Роджеру Бекону. Перші практичні окуляри були виготовлені в Італії близько 1286 р. З тих пір застосування оптичних лінз для різних наукових цілей не припиняється.
Завдяки оптиці генії зросту Коперника, Галілео Галілей і Йоганн Кеплер змогли провести свої астрономічні дослідження. Пізніше, перший мікроскопи дозволив відкрити життя мікробний і початок біології і сучасна медицина. The Наукова революція Все це значною мірою пояснюється внеском оптики.
Фізична оптика
Фізична оптика - це та, яка розглядає світло як хвилю, що поширюється в простір. Саме галузь оптики найбільш вірна принципам і міркування фізики, використовуючи знання попередні, такі як рівняння Максвелла, щоб привести важливий приклад.
Таким чином, його турбують такі фізичні явища, як інтерференція, поляризація або дифракція. Крім того, він пропонує прогнозні моделі, щоб знати, як світло буде вести себе в певних ситуаціях або в певних середовищах, коли несистеми чисельне моделювання.
Геометрична оптика
Геометрична оптика народжується з геометричного застосування законів феноменологічні про заломлення та відображення Віллеброрда Снеля ван Ройена (1580-1626), голландського вченого, відомого як Снелл.
Для цього ця галузь оптики починається з існування світлового променя, поведінка якого описується правилами геометрії, щоб знайти формули для лінз, дзеркал і діоптрій. Таким чином можна вивчати такі явища, як Веселка, поширення світла і призми. Все це за допомогою мову з математика.
Сучасна оптика
Сучасна галузь оптики виникає разом із квантовою фізикою та новими галузями знань, які остання зробила можливими, а також з її подальшим застосуванням в інженерії. Таким чином, сучасна оптика охоплює величезну різноманітність нових галузей дослідження щодо світла та його застосування, включаючи:
- Механізми лазера (підсилення світла за допомогою імітованого випромінювання).
- Фотоелементи, світлодіодні лампи та метаматеріали.
- Оптоелектроніка, рука об руку з обчислення, і цифрова обробка зображень.
- Світлотехніка, із застосуванням в фотографія, кінотеатр та інші галузі.
- Квантова оптика і фізичне вивчення фотона як світлової частинки і світлової хвилі одночасно.
- Атмосферна оптика та розуміння світлових процесів атмосфери.