Вне зависимости от наших ощущений и осознания мы постоянно контактируем с окружающим миром. Это выражается в принятии звуков, тактильных ощущений и света. Более того, многие источники сигналов; телевизор, компьютер, телефон и другие держат нас в постоянном поле излучения электромагнитных волн.
Свет – это и есть электромагнитная волна, которая испускается нагретым или находящимся в возбужденном состоянии веществом. А оптика это учение о ведении и свойствах света. В стандартном учебнике это обширный раздел, который мы постараемся охватить максимально кратко и просто.
Историческая справка
Первыми оптическими исследованиями можно смело назвать наблюдения человека за тенью и отражением в воде. Опыты по преломлению света с помощью зеркал и драгоценностей проводились еще в Древнем Египте и Месопотамии. Также у истоков становления науки оптики находится строение глаза и восприятие им окружающих предметов.
Греческие и индийские философы подхватили выводы древних ученых, создав собственные гипотезы и рассматривая оптику как часть философского учения. Не имея нужной материальной базы в то время, они не имели возможности проводить практические занятия, чтобы подкрепить свои слова конкретными доказательствами. Хотя некоторые попытки были. Так в Древнем Риме и Греции линзы изготавливали с помощью колб с прозрачной водой. Но даже без опытов уже в античном мире мыслители употребляли слово «свет» как объективное явление вызывающее субъективные зрительные ощущения, не зависящие от человека. Кстати, слово «оптика» в переводе с греческого означает «внешний вид».
В средние века наблюдался мощный упадок всех наук, в том числе и оптики. Но уже в 16 веке были изобретены микроскоп и подзорная труба. А тремя столетиями раньше в Италии придумали очки. Со временем экспериментальные исследования подтвердили волновую природу света. Понимание связи между материей и светом легло в основу квантовой физики.
Разделы классической оптики
- Геометрическая оптика - это наука о законах распространения света в оптических системах и оптического изображения. Еще ее называют лучевой оптикой, которая базируется на понятии о световых лучах.
Основные законы геометрической оптики:
- закон прямолинейного распространения света
- закон независимости световых лучей
- закон отражения света
- закон преломления (Снеллиуса)
- закон обратимости световых лучей
- Физическая оптика –изучает оптические явления, выходящие за рамки приближения геометрической оптики. Основателем волновой оптики считается ученый Декарт. Также доказательствами о световой природе света послужили открытия дифракции, интерференции света, явление двойного лучепреломления, дисперсия света, фотоэффект и явление голографии.
Типы света
Свет играет центральную роль в области излучения оптики. Он представляет собой электромагнитное излучение с определенной длиной волны в интервале от 0,4 до 0,8 мкм.
Различают следующие виды светового спектра:
- Монохроматический. Свет, содержащий одну оптическую частоту.
- Полихроматический. Имеет несколько оптических частот.
- Белый. Так кажется человеческому глазу. На самом деле белый цвет состоит из семи цветов радуги. Другими словами, это сумма электромагнитных волн различной длины наложенных друг на друга в единый спектр.
- Инфракрасное излучение. Разновидность излучения невидимое человеческому глазу.
- Ультрафиолетовый свет. Это электромагнитное излучение, которое лежит в диапазоне между видимым и рентгеновским спектром. Естественным источником ультрафиолета можно назвать солнце.
- Лазерный луч. В природных источниках света он не встречается, его испускает лазерное устройство. Полезное изобретение, нашедшее применение во многих сферах жизни, например, в медицине, промышленности, в повседневной жизни. Так сканер штрих -кода в супермаркете работает с использованием лазера.
Послесловие
К вышесказанному хочется добавить, что оптика сегодня – это неотъемлемая часть нашей жизни. Нас окружает множество полезных предметов, без которых сложно представить повседневное существование. Очки, фото и видеоаппаратура, другая электротехника, области физики и медицины, а также такие природные явления как радуга после дождя или северное сияние относятся к оптике.
Автор: Диана
Редактор: Зиновьев С.А.
Теги: #наука #технологии #свет #микроскоп #оптика #история #длина волны
