Selgitame, mis on optika, selle ajalugu, mõju teistele teadustele ning kuidas erinevad füüsikalised, geomeetrilised ja kaasaegne optika.
Mis on optika?
Optika on haru füüsiline kes on pühendunud uurimisele valgus nähtav: selle omadused ja käitumine. Samuti analüüsitakse selle võimalikke rakendusi ettevõtte elus inimene, nagu ka selle tuvastamiseks või kasutamiseks mõeldud instrumentide ehitus.
Optika on valgust määratlenud kui elektromagnetkiirguse riba, mille käitumine on sarnane teiste (meie jaoks) nähtamatute vormide omaga. elektromagnetiline spekter, nagu ultraviolett- või infrapunakiirgus.
See tähendab, et selle käitumist saab kirjeldada vastavalt mehaanikale lained (välja arvatud väga spetsiifilistes kontekstides, kus valgus toimib a osakest) ja valguse klassikalise elektrodünaamika lähenemisviisid.
Optika on väga oluline uurimisvaldkond, mis pakub tööriistu teistele Teadused, eriti sellele astronoomia, tehnika, Fotograafia ja meditsiin (oftalmoloogia ja optomeetria). Talle võlgneme peeglite, läätsede, teleskoopide olemasolu, mikroskoobid, laserid ja süsteemid optiline kiud.
Optika ajalugu
Optika valdkond on olnud osa ettevõtte muredest inimene iidsetest aegadest peale. Varaseimad teadaolevad objektiivikatsetused pärinevad Vana-Egiptusest või iidsest Mesopotaamia, näiteks Assüürias valmistatud Nirmudi objektiiv (700 eKr).
Vanad kreeklased tegelesid ka valguse olemuse mõistmisega, mida nad mõistsid lähtudes kahest vaatenurgast: selle vastuvõtt või vaade ja selle emissioon, kuna vanad kreeklased arvas, et objektid kiirgavad valguse kaudu endast koopiaid (nn eidola). Filosoofid nagu Deókritos, Epikuros, Platon ja Aristoteles, õppisid nad optikat ohtralt.
Need teadlased asendati alkeemikud ja islamiteadlased ajal keskaeg nagu Al-Kindi (umbes 801-873) ja eriti Abu Ali-al-Hasan või Alhazén (965-1040), keda peeti oma optika isaks. Optika raamat (11. sajand), kus ta uurib murdumise ja peegelduse nähtusi.
The Renessanss Eurooplane tõi need teadmised läände, eriti tänu Roberto Grossetestele ja Roger Baconile. Esimesed praktilised klaasid valmistati Itaalias umbes aastal 1286. Sellest ajast peale pole optiliste läätsede kasutamine erinevatel teaduslikel eesmärkidel lakanud.
Tänu optikale said Koperniku, Galileo Galilei ja Johannes Kepleri geeniused oma astronoomilisi uuringuid läbi viia. Hiljem esimene mikroskoobid võimaldas avastada elu mikroobne ja algus bioloogia ja kaasaegne meditsiin. The Teadusrevolutsioon see on suures osas tingitud optika panusest.
Füüsiline optika
Füüsikaline optika on selline, mis käsitleb valgust kui lainet, mis levib valguses ruumi. See on optika haru, mis on kõige ustavam põhimõtetele ja arutlusi füüsikast, kasutades ära teadmisi Eelmine, näiteks Maxwelli võrrandid, et tuua olulist näidet.
Sel viisil muretseb see selliste füüsiliste nähtuste pärast nagu häired, polarisatsioon või difraktsioon. Lisaks pakub see välja ennustavad mudelid, et teada saada, kuidas valgus teatud olukordades või teatud meedias käitub, kui mittesüsteemid numbriline simulatsioon.
Geomeetriline optika
Geomeetriline optika sünnib seaduste geomeetrilisest rakendamisest fenomenoloogiline murdumise ja peegelduse ümber, autor Willebrord Snel van Royen (1580-1626), Hollandi teadlane, tuntud kui Snell.
Selleks saab see optika haru alguse valguskiire olemasolust, mille käitumist kirjeldavad geomeetriareeglid, et leida valemeid läätsede, peeglite ja dioptrite jaoks. Nii on võimalik uurida nähtusi nagu Vikerkaar, valguse ja prismade levik. Seda kõike kasutades keel selle matemaatika.
Kaasaegne optika
Kaasaegne optika haru tekib koos kvantfüüsika ja uute teadmiste valdkondadega, mida viimane võimaldas, ning selle võimalikke rakendusi inseneriteaduses. Seega hõlmab kaasaegne optika tohutul hulgal uusi valdkondi uurimine valguse ja selle rakenduste kohta, sealhulgas:
- Laseri mehhanismid (valguse võimendamine simuleeritud kiirguse emissiooniga).
- Fotoelemendid, LED-valgustid ja metamaterjalid.
- Optoelektroonika, käsikäes andmetöötlusja digitaalne pilditöötlus.
- Valgustustehnika koos rakendustega Fotograafia, kinosaal ja muud valdkonnad.
- Kvantoptika ja footoni füüsikaline uurimine valgusosakese ja valguslaine üheaegselt.
- Atmosfäärioptika ja atmosfääri valgusprotsesside mõistmine.