optika

Fyzický

2022

Vysvetlíme, čo je optika, jej históriu, vplyv na iné vedy a ako sa líši fyzikálna, geometrická a moderná optika.

Optika študuje vlastnosti svetla a ako ich možno využiť.

Čo je optika?

Optika je odvetvím fyzické ktorý sa venuje štúdiu svetlo viditeľné: jeho vlastnosti a jeho správanie. Tiež analyzuje jeho možné aplikácie v živote ľudská bytosťako aj konštrukcia nástrojov na jeho detekciu alebo použitie.

Svetlo bolo optikou definované ako pásmo elektromagnetických emisií, ktorých správanie je podobné správaniu iných (pre nás) neviditeľných foriem elektromagnetické spektrumako je ultrafialové alebo infračervené žiarenie.

To znamená, že jeho správanie možno opísať podľa mechaniky vlny (okrem veľmi špecifických kontextov, kde svetlo pôsobí ako a častica) a prístupy klasickej elektrodynamiky svetla.

Optika je veľmi dôležitá oblasť výskumu, ktorá poskytuje nástroje pre ostatných vedy, najmä k astronómia, strojárstvo, Fotografovanie a medicína (oftalmológia a optometria). Vďačíme jej za existenciu zrkadiel, šošoviek, ďalekohľadov, mikroskopy, lasery a systémy optické vlákno.

História optiky

Optika umožnila vynálezy životne dôležité pre vedu, ako sú mikroskopy.

Oblasť optiky bola súčasťou záujmu spoločnosti ľudská bytosť od pradávna. Najstaršie známe pokusy o šošovky pochádzajú zo starovekého Egypta alebo staroveku Mezopotámia, ako je šošovka Nirmud (700 pred Kr.) vyrobená v Asýrii.

Starí Gréci sa tiež zaoberali pochopením podstaty svetla, ktoré chápali na základe dvoch pohľadov: jeho recepcie resp vyhliadka a jeho emisie, keďže starí Gréci mysleli si, že predmety vyžarujú svoje kópie prostredníctvom svetla (tzv eidola). Filozofi ako Deócritus, Epikuros, Platón a Aristoteles intenzívne študovali optiku.

Títo učenci boli nahradení alchymisti a islamskí vedci počas r stredovek ako Al-Kindi (asi 801-873) a najmä Abu Ali-al-Hasan alebo Alhazén (965-1040), považovaný za otca optiky pre svoje Kniha o optike (11. storočie), kde skúma javy lomu a odrazu.

The renesancie European priniesol tieto poznatky na Západ, najmä vďaka Robertovi Grossetestemu a Rogerovi Baconovi. Prvé praktické okuliare boli vyrobené v Taliansku okolo roku 1286. Odvtedy aplikácia optických šošoviek na rôzne vedecké účely neprestala.

Vďaka optike mohli svoje astronomické štúdie realizovať géniovia Kopernikovho formátu, Galileo Galilei a Johannes Kepler. Neskôr prvý mikroskopy umožnilo objavenie života mikrobiálne a začiatok biológia a modernej medicíny. The Vedecká revolúcia celý je do značnej miery spôsobený prínosom optiky.

Fyzikálna optika

Fyzická optika je taká, ktorá považuje svetlo za vlnu šíriacu sa v priestor. Práve odvetvie optiky je najvernejšie princípom a úvahy fyziky s využitím vedomosti predchádzajúce, ako napríklad Maxwellove rovnice, aby som uviedol dôležitý príklad.

Týmto spôsobom sa obáva fyzikálnych javov, ako je interferencia, polarizácia alebo difrakcia. Okrem toho navrhuje prediktívne modely, aby ste vedeli, ako sa svetlo bude správať v určitých situáciách alebo v určitých médiách, keď niesystémov numerická simulácia.

Geometrická optika

Geometrická optika umožňuje štúdium javov ako sú dúhy a hranoly.

Geometrická optika sa rodí z geometrickej aplikácie zákonov fenomenologické okolo lomu a odrazu Willebrorda Snela van Royena (1580-1626), holandského vedca známeho ako Snell.

Toto odvetvie optiky vychádza z existencie svetelného lúča, ktorého správanie je opísané pravidlami geometrie na nájdenie vzorcov pre šošovky, zrkadlá a dioptrie. Takto je možné skúmať javy ako napr Rainbow, šírenie svetla a hranolov. To všetko pomocou Jazyk z matematika.

Moderná optika

Súčasné odvetvie optiky vzniká s kvantovou fyzikou a novými oblasťami poznania, ktoré táto umožnila, ako aj s jej prípadnými aplikáciami v inžinierstve. Moderná optika teda zahŕňa obrovské množstvo nových oblastí výskumu pokiaľ ide o svetlo a jeho aplikácie, vrátane:

  • Mechanizmy lasera (zosilnenie svetla simulovanou emisiou žiarenia).
  • Fotoelektrické články, LED svetlá a metamateriály.
  • Ruka v ruke s optoelektronikou výpočtovýa digitálne spracovanie obrazu.
  • Svetelné inžinierstvo s aplikáciami v Fotografovanie, kino a ďalšie oblasti.
  • Kvantová optika a fyzikálne štúdium fotónu ako svetelnej častice a svetelnej vlny zároveň.
  • Atmosférická optika a pochopenie procesov atmosférického svetla.
!-- GDPR -->