Wyjaśniamy czym jest optyka, jej historia, wpływ na inne nauki oraz czym różnią się optyka fizyczna, geometryczna i współczesna.
Czym jest optyka?
Optyka to gałąź fizyczny który zajmuje się badaniem światło widoczne: jego właściwości i zachowanie. Analizuje również jego możliwe zastosowania w życiu istota ludzka, podobnie jak konstrukcja instrumentów do jej wykrywania lub używania.
Światło zostało zdefiniowane przez optykę jako pasmo emisji elektromagnetycznych, których zachowanie jest podobne do innych niewidzialnych (dla nas) form widmo elektromagnetyczne, takie jak promieniowanie ultrafioletowe lub podczerwone.
Oznacza to, że jego zachowanie można opisać zgodnie z mechaniką fale (z wyjątkiem bardzo specyficznych kontekstów, w których światło działa jak cząstka) oraz podejścia klasycznej elektrodynamiki światła.
Optyka to bardzo ważna dziedzina badań, która dostarcza narzędzi dla innych Nauki, zwłaszcza do astronomia, Inżynieria, Fotografia i medycyna (okulistyka i optometria). Jej zawdzięczamy istnienie luster, soczewek, teleskopów, mikroskopy, lasery i systemy światłowód.
Historia optyki
Dziedzina optyki była częścią obaw istota ludzka od czasów starożytnych. Najwcześniejsze znane próby obiektywów sięgają starożytnego Egiptu lub starożytności Mezopotamia, takich jak soczewka Nirmud (700 p.n.e.) wyprodukowana w Asyrii.
Starożytni Grecy zajmowali się także zrozumieniem natury światła, które rozumiali z dwóch perspektyw: jego recepcji lub pogląd i jego emisja, ponieważ starożytni Grecy myśleli, że obiekty emitują kopie siebie poprzez światło (tzw eidola). Filozofowie podobnie jak Deókryt, Epikur, Platon i Arystoteles obficie studiowali optykę.
Uczeni ci zostali zastąpieni przez alchemicy i islamscy naukowcy podczas średniowiecze takich jak Al-Kindi (ok. 801-873), a zwłaszcza Abu Ali-al-Hasan lub Alhazén (965-1040), uważany za ojca optyki dla jego Książka optyki (XI wiek), gdzie bada zjawiska załamania i odbicia.
ten renesans Europejczycy przynieśli tę wiedzę na Zachód, szczególnie dzięki Roberto Grosseteste i Rogerowi Baconowi. Pierwsze praktyczne okulary zostały wyprodukowane we Włoszech około 1286 roku. Od tego czasu nie ustało stosowanie soczewek optycznych do różnych celów naukowych.
Dzięki optyce geniusze na miarę Kopernika, Galileo Galilei i Johannes Kepler mogli prowadzić swoje badania astronomiczne. Później pierwszy mikroskopy pozwoliła na odkrycie życia mikrobiologiczny i początek biologia i nowoczesna medycyna. ten Rewolucja naukowa całość wynika w dużej mierze z wkładu optyki.
Optyka fizyczna
Optyka fizyczna to taka, która traktuje światło jako falę rozchodzącą się w przestrzeń. Jest to gałąź optyki, która jest najbardziej wierna zasadom i rozumowania fizyki, korzystając z wiedza, umiejętności poprzednie, takie jak równania Maxwella, by przytoczyć ważny przykład.
W ten sposób martwi się o zjawiska fizyczne, takie jak interferencja, polaryzacja czy dyfrakcja. Ponadto proponuje modele predykcyjne, aby wiedzieć, jak światło będzie się zachowywać w określonych sytuacjach lub w określonych mediach, kiedy niesystemy symulacja numeryczna.
Optyka geometryczna
Optyka geometryczna rodzi się z geometrycznego zastosowania praw fenomenologiczny wokół refrakcji i odbicia Willebrord Snel van Royen (1580-1626), holenderski naukowiec znany jako Snell.
W tym celu ta gałąź optyki zaczyna się od istnienia promienia świetlnego, którego zachowanie jest opisane przez zasady geometrii, aby znaleźć wzory na soczewki, lustra i dioptrie. W ten sposób można badać takie zjawiska jak: Tęcza, propagacji światła i pryzmatów. Wszystko to za pomocą język z matematyka.
Nowoczesna optyka
Współczesna gałąź optyki powstaje wraz z fizyką kwantową i nowymi dziedzinami wiedzy, które ta ostatnia umożliwiła, a także jej ewentualnymi zastosowaniami w inżynierii. W ten sposób współczesna optyka obejmuje ogromną różnorodność nowych dziedzin Badania dotyczące światła i jego zastosowań, w tym:
- Mechanizmy działania lasera (wzmocnienie światła przez symulowaną emisję promieniowania).
- Fotokomórki, światła LED i metamateriały.
- Optoelektronika ramię w ramię przetwarzanie danychoraz cyfrowe przetwarzanie obrazu.
- Inżynieria oświetleniowa, z aplikacjami w Fotografia, ten kino i inne dziedziny.
- Optyka kwantowa i fizyczne badanie fotonu jako cząstki światła i fali świetlnej jednocześnie.
- Optyka atmosferyczna i zrozumienie procesów świetlnych w atmosferze.