Kami menerangkan apa itu optik, sejarahnya, kesan ke atas sains lain dan cara optik fizikal, geometri dan moden berbeza.
Apa itu optik?
Optik ialah cabang daripada fizikal yang berdedikasi untuk mengkaji ringan boleh dilihat: sifat dan tingkah lakunya. Ia juga menganalisis kemungkinan aplikasinya dalam kehidupan manusia, seperti pembinaan instrumen untuk mengesan atau menggunakannya.
Cahaya telah ditakrifkan oleh optik sebagai jalur pelepasan elektromagnet, yang tingkah lakunya serupa dengan bentuk lain yang tidak kelihatan (bagi kita) spektrum elektromagnetik, seperti sinaran ultraungu atau inframerah.
Ini bermakna tingkah lakunya boleh diterangkan mengikut mekanik ombak (kecuali dalam konteks yang sangat khusus di mana cahaya bertindak sebagai a zarah) dan pendekatan elektrodinamik cahaya klasik.
Optik adalah bidang penyelidikan yang sangat penting yang menyediakan alat untuk orang lain Sains, terutamanya kepada astronomi, kejuruteraan, fotografi dan perubatan (oftalmologi dan optometri). Kepadanya kita berhutang kewujudan cermin, kanta, teleskop, mikroskop, laser dan sistem gentian optik.
Sejarah optik
Bidang optik telah menjadi sebahagian daripada kebimbangan manusia sejak zaman dahulu lagi. Percubaan lensa yang paling awal diketahui berasal dari Mesir kuno atau kuno Mesopotamia, seperti lensa Nirmud (700 SM) buatan Assyria.
Orang Yunani kuno juga prihatin dengan memahami sifat cahaya, yang mereka fahami berdasarkan dua perspektif: penerimaannya atau pandangan dan pelepasannya, sejak orang yunani kuno menyangka bahawa objek memancarkan salinan diri mereka sendiri melalui cahaya (dipanggil eidola). ahli falsafah seperti Deócritus, Epicurus, Plato dan Aristotle mereka mempelajari optik dengan bersungguh-sungguh.
Ulama ini digantikan oleh ahli alkimia dan saintis Islam semasa zaman pertengahan seperti Al-Kindi (c. 801-873) dan terutamanya Abu Ali-al-Hasan atau Alhazén (965-1040), dianggap bapa optik untuk Buku optik (abad ke-11), di mana beliau meneroka fenomena pembiasan dan pantulan.
The Renaissance Eropah membawa pengetahuan itu ke Barat, terutamanya terima kasih kepada Roberto Grosseteste dan Roger Bacon. Cermin mata praktikal pertama dihasilkan di Itali sekitar 1286. Sejak itu, penggunaan kanta optik untuk pelbagai tujuan saintifik tidak berhenti.
Terima kasih kepada optik, jenius dari kedudukan Copernicus, Galileo Galilei dan Johannes Kepler dapat menjalankan kajian astronomi mereka. Nanti, yang pertama mikroskop membolehkan penemuan kehidupan mikrob dan permulaan biologi dan perubatan moden. The Revolusi saintifik keseluruhan adalah disebabkan, sebahagian besarnya, kepada sumbangan optik.
Optik fizikal
Optik fizikal ialah optik yang menganggap cahaya sebagai gelombang yang merambat dalam angkasa lepas. Ia adalah cabang optik yang paling setia kepada prinsip dan penaakulan fizik, menggunakan pengetahuan sebelumnya seperti Persamaan Maxwell, untuk memetik contoh penting.
Dengan cara itu, ia bimbang tentang fenomena fizikal seperti gangguan, polarisasi, atau pembelauan. Selain itu, ia mencadangkan model ramalan untuk mengetahui bagaimana cahaya akan berkelakuan dalam situasi tertentu atau dalam media tertentu, apabila tidaksistem simulasi berangka.
optik geometri
Optik geometri lahir daripada aplikasi geometri undang-undang fenomenologi sekitar pembiasan dan pantulan oleh Willebrord Snel van Royen (1580-1626), saintis Belanda yang dikenali sebagai Snell.
Untuk ini, cabang optik ini bermula daripada kewujudan sinar cahaya, yang tingkah lakunya digambarkan oleh peraturan geometri untuk mencari formula untuk kanta, cermin dan diopter. Dengan cara ini adalah mungkin untuk mengkaji fenomena seperti Pelangi, perambatan cahaya dan prisma. Semua ini menggunakan bahasa daripada matematik.
Optik moden
Cawangan optik kontemporari timbul dengan fizik kuantum dan bidang pengetahuan baharu yang dimungkinkan oleh yang terakhir, serta aplikasi akhirnya dalam kejuruteraan. Oleh itu, optik moden merangkumi pelbagai jenis bidang baharu penyelidikan mengenai cahaya dan aplikasinya, termasuk:
- Mekanisme laser (penguatan cahaya dengan pelepasan simulasi sinaran).
- Sel fotoelektrik, lampu LED dan bahan metamaterial.
- Optoelektronik, berganding bahu dengan pengkomputeran, dan pemprosesan imej digital.
- Kejuruteraan pencahayaan, dengan aplikasi dalam fotografi, yang pawagam dan bidang lain.
- Optik kuantum dan kajian fizikal foton sebagai zarah cahaya dan gelombang cahaya pada masa yang sama.
- Optik atmosfera dan pemahaman proses cahaya atmosfera.