Vi forklarer hva optikk er, dens historie, innvirkning på andre vitenskaper og hvordan fysisk, geometrisk og moderne optikk er forskjellig.
Hva er optikk?
Optikk er en gren av fysisk som er dedikert til studiet av lys synlig: dens egenskaper og oppførsel. Den analyserer også mulige anvendelser i livet til menneske, som er konstruksjonen av instrumenter for å oppdage eller bruke det.
Lys har blitt definert av optikk som et bånd av elektromagnetiske emisjoner, hvis oppførsel er lik oppførselen til andre usynlige former (for oss) av elektromagnetisk spektrum, slik som ultrafiolett eller infrarød stråling.
Dette betyr at dens oppførsel kan beskrives i henhold til mekanikken til bølger (bortsett fra i veldig spesifikke sammenhenger der lys fungerer som en partikkel) og tilnærmingene til klassisk lyselektrodynamikk.
Optikk er et svært viktig forskningsfelt som gir verktøy for andre Vitenskaper, spesielt til astronomi, ingeniørfag, Fotografering og medisin (oftalmologi og optometri). Til henne skylder vi eksistensen av speil, linser, teleskoper, mikroskoper, lasere og systemer optisk fiber.
Optikks historie
Feltet optikk har vært en del av bekymringene til menneske Siden gamledager. De tidligste kjente linseforsøkene dateres tilbake til det gamle Egypt eller det gamle Mesopotamia, slik som Nirmud-linsen (700 f.Kr.) laget i Assyria.
De gamle grekerne var også opptatt av å forstå lysets natur, som de forsto ut fra to perspektiver: dets mottak eller utsikt og dens utslipp, siden gamle grekere trodde at objekter sendte ut kopier av seg selv gjennom lys (kalt eidola). Filosofer som Deócritus, Epicurus, Platon og Aristoteles studerte de optikk mye.
Disse lærde ble erstattet av alkymister og islamske vitenskapsmenn under middelalderen slik som Al-Kindi (ca. 801-873) og spesielt Abu Ali-al-Hasan eller Alhazén (965-1040), regnet som optikkens far for sin Optikk bok (1000-tallet), hvor han utforsker fenomenene brytning og refleksjon.
De Renessanse European brakte den kunnskapen til Vesten, spesielt takket være Roberto Grosseteste og Roger Bacon. De første praktiske brillene ble produsert i Italia rundt 1286. Siden den gang har bruken av optiske linser til ulike vitenskapelige formål ikke opphørt.
Takket være optikk kunne genier med Copernicus, Galileo Galilei og Johannes Kepler utføre sine astronomiske studier. Senere den første mikroskoper tillot oppdagelsen av livet mikrobiell og starten på biologi og moderne medisin. De Vitenskapelig revolusjon hele skyldes i stor grad bidraget fra optikk.
Fysisk optikk
Fysisk optikk er en som anser lys som en bølge som forplanter seg i rom. Det er den grenen av optikk som er mest trofast mot prinsippene og resonnementer av fysikk, ved å bruke kunnskap tidligere som Maxwells ligninger, for å nevne et viktig eksempel.
På den måten bekymrer den seg for fysiske fenomener som interferens, polarisering eller diffraksjon. I tillegg foreslår den prediktive modeller for å vite hvordan lys vil oppføre seg i visse situasjoner eller i visse medier, når ikkesystemer numerisk simulering.
Geometrisk optikk
Geometrisk optikk er født fra den geometriske anvendelsen av lovene fenomenologisk rundt refraksjon og refleksjon av Willebrord Snel van Royen (1580-1626), den nederlandske forskeren kjent som Snell.
For dette starter denne grenen av optikk fra eksistensen av en lysstråle, hvis oppførsel er beskrevet av reglene for geometri for å finne formler for linser, speil og dioptrier. På denne måten er det mulig å studere fenomener som f.eks Regnbue, forplantning av lys og prismer. Alt dette ved hjelp av Språk av matte.
Moderne optikk
Den moderne grenen av optikk oppstår med kvantefysikk og de nye kunnskapsfeltene som sistnevnte gjorde mulig, så vel som dens eventuelle anvendelser innen ingeniørfag. Dermed omfatter moderne optikk et enormt utvalg av nye felt av undersøkelser angående lys og dets bruksområder, inkludert:
- Mekanismene til laser (forsterkning av lys ved simulert emisjon av stråling).
- Fotoceller, LED-lys og metamaterialer.
- Optoelektronikk, hånd i hånd med databehandling, og digital bildebehandling.
- Lysteknikk, med applikasjoner i Fotografering, den kino og andre felt.
- Kvanteoptikk og den fysiske studien av fotonet som en lyspartikkel og en lysbølge på samme tid.
- Atmosfærisk optikk og forståelse av atmosfæriske lysprosesser.