Vysvětlíme, co je to optika, její historii, vliv na další vědy a jak se liší fyzikální, geometrická a moderní optika.
Co je to optika?
Optika je odvětví fyzický který se věnuje studiu světlo viditelný: jeho vlastnosti a jeho chování. Rovněž analyzuje jeho možné aplikace v životě lidská bytoststejně jako konstrukce přístrojů k jeho detekci nebo použití.
Světlo bylo definováno optikou jako pás elektromagnetického vyzařování, jehož chování je podobné chování jiných (pro nás) neviditelných forem elektromagnetické spektrumjako je ultrafialové nebo infračervené záření.
To znamená, že jeho chování lze popsat podle mechaniky vlny (s výjimkou velmi specifických kontextů, kde světlo působí jako a částice) a přístupy klasické elektrodynamiky světla.
Optika je velmi důležitou oblastí výzkumu, která poskytuje nástroje pro ostatní vědy, zejména k astronomie, strojírenství, Fotografování a lékařství (oftalmologie a optometrie). Jí vděčíme za existenci zrcadel, čoček, dalekohledů, mikroskopy, lasery a systémy optické vlákno.
Historie optiky
Oblast optiky byla součástí zájmů společnosti lidská bytost od pradávna. Nejstarší známé pokusy o čočky pocházejí ze starověkého Egypta nebo starověku Mezopotámie, jako je čočka Nirmud (700 př. n. l.) vyrobená v Asýrii.
Staří Řekové se také zabývali pochopením podstaty světla, které chápali na základě dvou hledisek: jeho recepce resp Pohled a jeho emise, protože starověcí Řekové domnívali se, že předměty vyzařují své kopie prostřednictvím světla (tzv eidola). Filosofové jako Deócritus, Epikuros, Platón a Aristoteles hojně studovali optiku.
Tito učenci byli nahrazeni alchymisté a islámští vědci během středověk jako Al-Kindi (asi 801-873) a zejména Abu Ali-al-Hasan nebo Alhazén (965-1040), považovaný za otce optiky pro své Kniha o optice (11. století), kde zkoumá fenomény lomu a odrazu.
The renesance Evropané přinesli tyto znalosti na Západ, zejména díky Roberto Grosseteste a Roger Bacon. První praktické brýle byly vyrobeny v Itálii kolem roku 1286. Od té doby aplikace optických čoček pro různé vědecké účely nepřestala.
Díky optice mohli géniové Koperníka, Galileo Galilei a Johannes Kepler provádět svá astronomická studia. Později, první mikroskopy umožnil objevování života mikrobiální a začátek biologie a moderní medicína. The Vědecká revoluce celý je do značné míry způsoben přínosem optiky.
Fyzikální optika
Fyzikální optika je taková, která považuje světlo za vlnu šířící se v prostor. Právě obor optiky je nejvěrnější principům a zdůvodnění fyziky s využitím znalost předchozí, jako jsou Maxwellovy rovnice, abychom uvedli důležitý příklad.
Tímto způsobem se obává fyzikálních jevů, jako je interference, polarizace nebo difrakce. Kromě toho navrhuje prediktivní modely, abyste věděli, jak se bude světlo chovat v určitých situacích nebo v určitých médiích, když nesystémy numerická simulace.
Geometrická optika
Geometrická optika se rodí z geometrické aplikace zákonů fenomenologické kolem lomu a odrazu Willebrorda Snela van Royena (1580-1626), nizozemského vědce známého jako Snell.
K tomu toto odvětví optiky vychází z existence světelného paprsku, jehož chování je popsáno pravidly geometrie k nalezení vzorců pro čočky, zrcadla a dioptrie. Tímto způsobem je možné studovat jevy jako např Duha, šíření světla a hranolů. To vše pomocí Jazyk z matematika.
Moderní optika
Současné odvětví optiky vzniká s kvantovou fyzikou a novými oblastmi vědění, které tato umožnila, stejně jako s jejími případnými aplikacemi ve strojírenství. Moderní optika tedy zahrnuje obrovskou škálu nových oblastí výzkum ohledně světla a jeho aplikací, včetně:
- Mechanismy laseru (zesílení světla simulovanou emisí záření).
- Fotoelektrické články, LED světla a metamateriály.
- Ruku v ruce s optoelektronikou výpočetnía digitální zpracování obrazu.
- Světelné inženýrství s aplikacemi v Fotografování, kino a další obory.
- Kvantová optika a fyzikální studium fotonu jako světelné částice a světelné vlny zároveň.
- Atmosférická optika a porozumění procesům atmosférického světla.