Обясняваме какво е оптиката, нейната история, влиянието върху други науки и как се различават физическата, геометричната и съвременната оптика.
Какво е оптика?
Оптиката е клон на физически който е посветен на изучаването на светлина видими: неговите свойства и поведение. Той също така анализира възможните му приложения в живота на човешко същество, както и изграждането на инструменти за откриването или използването му.
Светлината е дефинирана от оптиката като лента от електромагнитни емисии, чието поведение е подобно на това на други невидими (за нас) форми на електромагнитен спектър, като ултравиолетово или инфрачервено лъчение.
Това означава, че поведението му може да се опише според механиката на вълни (освен в много специфични контексти, където светлината действа като а частица) и подходите на класическата електродинамика на светлината.
Оптиката е много важна област на изследване, която предоставя инструменти за другите Науки, особено към астрономия, инженерство, Фотография и медицина (офталмология и оптометрия). На нея дължим съществуването на огледала, лещи, телескопи, микроскопи, лазери и системи оптично влакно.
История на оптиката
Областта на оптиката е част от притесненията на човешко същество от древни времена. Най-ранните известни опити за лещи датират от древен Египет или древен Месопотамия, като лещата на Нирмуд (700 г. пр. н. е.), произведена в Асирия.
Древните гърци също са се занимавали с разбирането на природата на светлината, която те разбират от две гледни точки: нейното приемане или изглед и неговата емисия, тъй като древни гърци смятал, че обектите излъчват копия на себе си чрез светлина (нар ейдола). Философи като Деокрит, Епикур, Платон и Аристотел те изучават обилно оптиката.
Тези учени бяха заменени от алхимици и ислямски учени по време на средновековни времена като Ал-Кинди (около 801-873) и особено Абу Али-ал-Хасан или Алхазен (965-1040), смятан за баща на оптиката за своето Книга по оптика (11 век), където изследва явленията на пречупване и отражение.
В Ренесанс Европеецът донесе това знание на Запад, особено благодарение на Роберто Гросетесте и Роджър Бейкън. Първите практични очила са произведени в Италия около 1286 г. Оттогава приложението на оптични лещи за различни научни цели не е преустановено.
Благодарение на оптиката, гении от ръста на Коперник, Галилео Галилей и Йоханес Кеплер успяха да извършат своите астрономически изследвания. По-късно, първият микроскопи позволи откриването на живота микробни и началото на биология и съвременната медицина. В Научна революция цялото се дължи до голяма степен на приноса на оптиката.
Физическа оптика
Физическата оптика е тази, която разглежда светлината като вълна, разпространяваща се в пространство. Именно клонът на оптиката е най-верен на принципите и разсъждения на физиката, използвайки знания предишни като уравненията на Максуел, за да цитирам важен пример.
По този начин се тревожи за физически явления като интерференция, поляризация или дифракция. В допълнение, той предлага модели за прогнозиране, за да се знае как светлината ще се държи в определени ситуации или в определени медии, когато несистеми числена симулация.
Геометрична оптика
Геометричната оптика се ражда от геометричното приложение на законите феноменологичен около пречупването и отражението от Вилеброрд Снел ван Ройен (1580-1626), холандският учен, известен като Снел.
За това този клон на оптиката започва от съществуването на светлинен лъч, чието поведение се описва от правилата на геометрията за намиране на формули за лещи, огледала и диоптри. По този начин е възможно да се изследват явления като напр дъга, разпространението на светлината и призмите. Всичко това с помощта на език от математика.
Съвременна оптика
Съвременният клон на оптиката възниква с квантовата физика и новите области на познанието, които последната направи възможни, както и евентуалните й приложения в инженерството. Така съвременната оптика обхваща огромно разнообразие от нови области на изследвания по отношение на светлината и нейните приложения, включително:
- Механизмите на лазера (усилване на светлината чрез симулирано излъчване на радиация).
- Фотоелектрични клетки, LED светлини и метаматериали.
- Оптоелектроника, ръка за ръка с изчислениеи цифрова обработка на изображения.
- Осветителна техника, с приложения в Фотография, на кино и други полета.
- Квантова оптика и физическото изследване на фотона като светлинна частица и светлинна вълна едновременно.
- Атмосферна оптика и разбиране на атмосферните светлинни процеси.