Pojasnimo, kaj je optika, njeno zgodovino, vpliv na druge znanosti in v čem se razlikujejo fizična, geometrijska in sodobna optika.
Kaj je optika?
Optika je veja fizično ki je posvečen študiju svetloba vidno: njegove lastnosti in vedenje. Analizira tudi njegove možne uporabe v življenju človeško bitje, kot je konstrukcija instrumentov za odkrivanje ali uporabo.
Svetloba je bila v optiki opredeljena kot pas elektromagnetnih emisij, katerih obnašanje je podobno kot pri drugih nevidnih oblikah (za nas) elektromagnetni spekter, kot je ultravijolično ali infrardeče sevanje.
To pomeni, da je njegovo vedenje mogoče opisati v skladu z mehaniko valovi (razen v zelo specifičnih kontekstih, kjer svetloba deluje kot a delec) in pristopi klasične elektrodinamike svetlobe.
Optika je zelo pomembno področje raziskav, ki ponuja orodja za druge znanosti, predvsem na astronomijo, inženiring, Fotografija in medicina (oftalmologija in optometrija). Njej dolgujemo obstoj ogledal, leč, teleskopov, mikroskopi, laserji in sistemi optična vlakna.
Zgodovina optike
Področje optike je bilo del skrbi človeško bitje že od antičnih časov. Najzgodnejši znani poskusi leče segajo v starodavni Egipt ali starodavno Mezopotamija, kot je Nirmudska leča (700 pr.n.št.), izdelana v Asiriji.
Stari Grki so se ukvarjali tudi z razumevanjem narave svetlobe, ki so jo razumeli na podlagi dveh perspektiv: njene recepcije oz. pogled in njegove emisije, saj je stari Grki menil, da predmeti oddajajo kopije sebe skozi svetlobo (t eidola). Filozofi tako kot Deócritus, Epicurus, Platon in Aristotel so veliko študirali optiko.
Te učenjake so zamenjali alkimisti in islamski znanstveniki med srednjeveški časi kot sta Al-Kindi (ok. 801-873) in zlasti Abu Ali-al-Hasan ali Alhazén (965-1040), ki velja za očeta optike za svoje Knjiga o optiki (11. stoletje), kjer raziskuje fenomena loma in refleksije.
The renesanse European je to znanje prinesel na Zahod, zlasti po zaslugi Roberta Grossetesta in Rogerja Bacona. Prva praktična očala so bila izdelana v Italiji okoli leta 1286. Od takrat uporaba optičnih leč za različne znanstvene namene ni prenehala.
Zahvaljujoč optiki so geniji Kopernikove rasti, Galileo Galilei in Johannes Kepler lahko izvajali svoje astronomske študije. Kasneje, prvi mikroskopi omogočil odkritje življenja mikrobno in začetek biologija in sodobna medicina. The Znanstvena revolucija Celotna je v veliki meri posledica prispevka optike.
Fizična optika
Fizična optika je tista, ki svetlobo obravnava kot val, ki se širi v prostor. To je veja optike, ki je najbolj zvesta načelom in sklepanja fizike, z uporabo znanje prejšnje, kot so Maxwellove enačbe, če navedem pomemben primer.
Na ta način skrbi za fizične pojave, kot so interferenca, polarizacija ali difrakcija. Poleg tega predlaga napovedne modele, da bi vedeli, kako se bo svetloba obnašala v določenih situacijah ali v določenih medijih, ko nesistemi numerična simulacija.
Geometrijska optika
Geometrijska optika se rodi iz geometrijske uporabe zakonov fenomenološki okoli loma in odboja Willebrorda Snela van Royena (1580-1626), nizozemskega znanstvenika, znanega kot Snell.
Za to ta veja optike izhaja iz obstoja svetlobnega žarka, katerega obnašanje je opisano s pravili geometrije, da bi našli formule za leče, ogledala in dioptrije. Na ta način je mogoče preučevati pojave kot npr Mavrica, širjenje svetlobe in prizme. Vse to z uporabo jezik od matematika.
Sodobna optika
Sodobna veja optike nastaja s kvantno fiziko in novimi področji znanja, ki jih je slednja omogočila, ter njeno morebitno uporabo v inženirstvu. Tako sodobna optika obsega ogromno različnih novih področij raziskave glede svetlobe in njene uporabe, vključno z:
- Mehanizmi laserja (ojačanje svetlobe s simulirano emisijo sevanja).
- Fotoelektrične celice, LED luči in metamateriali.
- Optoelektronika, z roko v roki z računalništvo, in digitalno obdelavo slik.
- Svetlobna tehnika, z aplikacijami v Fotografija, kino gledališče in druga področja.
- Kvantna optika in fizikalno preučevanje fotona kot svetlobnega delca in svetlobnega vala hkrati.
- Atmosferska optika in razumevanje atmosferskih svetlobnih procesov.