Физическая оптика

1. История появления научной направления «оптика»
2. Открытия в физической оптике
3. Использование физической оптики

Физическая оптика изучает оптические явления, которые выходят за пределы приближения геометрической оптики (и, соответственно, фотометрия и большая часть теории оптических приборов). К предмету изучения относятся дифракция, интерференция света, поляризованные эффекты, в том числе эффекты, которые связаны с распространением электромагнитных волн в нелинейных и анизотропных средах.

Физической оптикой в узком смысле слова также периодически именуют приближенное описание процесса распространения оптических волн, базирующееся на применении теории возмущения к геометрическому приближению. В квантовой механике подобием данного приближения считается Борновское приближение.

В соответствии с принципом Гюйгенса, полностью все точки волновой поверхности считаются признаком появления вторичных волн. Для нахождения ее положения в конкретный промежуток времени, имея исключительно первоначальное положение волнового фронта, требуется любую физическую точку среды фронта исследовать как основной источник этого явления.

Физическая оптика в плане нынешнего технического оборудования, как правило, исследуется в цифровом виде, на компьютерной технике, и обладает возможность объяснения следующих процессов:

• Дисперсии;
• Дифракции;
• Интерференции света;
• Эффектов поляризации;
• Непосредственно поляризации;
• Аберрации;
• Электромагнитную волну.

У первоисточников формирования оптической научной деятельности стоит зрение, зрительное созерцание, построение глаза. Биологическая линза является не чем иным, как хрусталик глаза, а его сетчатка является основанием появления обладающих восприимчивостью к свету фотоэлементов. Глаз, в свою очередь, является основной видеокамерой.

Данная научная дисциплина активным образом осуществляет исследование, и производит описание взаимосвязи спектра прилегающих к ним электромагнитных лучей, в том числе наблюдаемых объектов, которые взаимосвязаны со средой и веществом.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

История появления научной направления «оптика»

Афинский философ классического периода Древней Греции Платон первым определил теорию излучения, идею о том, что зрительное восприятие выполняется лучами, испускаемыми глазами. В том числе, Платон прокомментировал изменение четности зеркал в одном из важнейших своих трактатов «Тимей».

По истечению нескольких сотен лет древнегреческий математик, геометр и мыслитель Евклид (IV-III столетия до нашей эры) написал трактат с названием «Оптика», в котором связал зрение с геометрией, создав геометрическую оптику, сформулировав первые законы распространения лучей света.

В сущности, данный труд древнегреческого мыслителя возможно считать рождением линейной либо геометрической оптики. После возникновения данного усилия осуществить систематизацию познаний о свойствах светового луча минуло большое количество времени прежде, чем комплекс законов и теоретических положений сформировался в полнофункциональное научное направление.

Произносились различные бесчисленные взгляды о том, что цвет является не более чем смешение света и тьмы в разных соотношениях, в том числе, варианты о различной скорости обращения активных частиц света. Серьезным и официальным прорывом являются исследования ученых XVII столетия в сфере волновой оптики. Однако, совокупной теоретической основы о том, что же такое в конечном итоге оптика, поясняющей действительное присутствие интерференции света, дисперсии, а также иных характеристик светового излучения, не было.

Доминирование и формирование корпускулярной гипотезы возникновения света пошатнул известный английский физик, математик, механик и астроном Исаак Ньютон. Ученый хорошо понимал все отрицательные и положительные стороны волновой и корпускулярной теорий.

Систематизация и продвижение дисциплины оптика отвечает быстрому историческому формированию дисциплины об основных характеристиках света:

• Геометрическая оптика – III век до н.э. (древнегреческий мыслитель Евклид);
• Физическая оптика – XVII столетие (голландский ученый Христиан Гюйгенс ван Зейлихем);
• Квантовая оптика – XX столетие (немецкий ученый Макс Карл Эрнст Людвиг Планк).

Есть смысл заметить, что ключевые положения физической оптики выстроены на законах и моделях английского физика, математика, механика и астронома Исаака Ньютона.

Формулировка распространения волн света хорошо описывает известный принцип Гюйгенса-Френеля, ставший фундаментальным основанием для формирования и продвижения этой теории.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Открытия в физической оптике

Создателем волновой гипотезы света является французский философ, математик и естествоиспытатель; один из патриархов философии Нового времени и аналитической геометрии, одна из ключевых фигур научной революции, Рене Декарт. В соответствии с его мнением и мыслям, свет является аналогом давления, которое передается через тончайшую, стабильную среду от излучающегося объекта в любом направлении.

Если любой физический объект нагрет и осуществляет свечение, тогда это обозначает, что частицы данного объекта осуществляют движение и проявляют некоторое давление на компоненты системы, заполняющей все пространство. Данное свечение направляется по различным направлениям и, достигая глаза человека, порождает в нем определенные образы света. Но необходимо заметить, что принципы и взгляды Рене Декарта были исключительно умозрительного представления.

Первое открытие, свидетельствующее о волновой природе света, было осуществлено итальянским исследователем Франческо Гримальди. Он заметил, что когда на пути узкого пучка света расположить предмет, то поставленном позади экране, не возникает четкой тени. Края тени будут расплывчатыми, помимо этого вдоль тени появляются цветные полосы.

Данное открытие Франческо Гримальди назвал дифракцией, однако пояснить его правильно он не смог. Итальянский исследователь понимал, что наблюдаемое им явление находится в противоречии с законом прямолинейного распространения световых лучей, в то же время, и с корпускулярной теорией. Но он не решился в полной мере отказаться от данной теории.

Франческо Гримальди описал данный процесс тем, что свет является флюидом (тонкая неощутимая жидкость), и когда свет встречает препятствие, тогда препятствие вызывает волны данного флюида, что по мнению Гримальди является аналогией распространения волн на поверхности воды.

К примеру, при прохождении луча света сквозь круглое небольшое отверстие на плоскости вокруг основного светлого пятна возникают сменяющиеся светлые и темные кольца. Чем меньше размеры экрана либо отверстия, тем более сильной стает дифракция света.

Следующим важнейшим открытием в сфере физической оптики считается установление интерференции света. Значительное место в изучении этого явления принадлежит английскому естествоиспытателю и изобретателю Роберту Гуку. Исследователь предполагал, что свет является постоянными колебательными движения, которые распространяются в конкретном эфире.

Очередное важнейшее открытие, которое относится к волновой оптике, осуществлено в 1669 году, датским ученым: медиком, анатомом, физиком, математиком и педагогом Расмусом Бартолином. Он осуществил открытие процесса двойного преломления в кристаллическом веществе исландского шпата. Расмус Бартолин доказывал, что, когда рассматривать любой предмет сквозь исландский шпат, тогда будет наблюдаться две ярких картинки, которые смещены по отношению осей друг друга.

Далее, данное явление изучил голландский ученый Христиан Гюйгенс ван Зейлихем, дав в итоге пояснение с позиции волновой гипотезы света.

Использование физической оптики

Практическая роль физической оптики, а также ее воздействие на иные научные направления довольно значительны и большие. В частности, разработка нынешнего спектроскопа и телескопа значительно увеличила человеческие возможности в познании окружающей среды, которая наполнена большим количеством загадок и тайн.

Создание микроскопа существенно поменяло такую сферу научной деятельности, как биология и ее сопредельные направления.

Фотография, появившаяся благодаря методикам физической оптики, тоже осуществляет помощь практически во всех отраслях науки. В свою очередь, отсутствие очков осложнило бы качественность жизнедеятельности человека.

Явления, стабильно исследуемые физической оптикой, формируют огромный перечень.

По данной причине, оптика продолжительное время является ведущей фактически в большинстве разработок, и фундаментальной основой для основных физических взглядов. В частности, к примеру, теория относительности и квантовая теория образовались и начали собственное развитие на основе исследований в оптике.

Разработка лазерных установок выявила новые значительные возможности не лишь в оптике, но и в большом количестве технических отраслей. Оптика является одной из самых важных и древних научных дисциплин, продолжающая и сегодня активно осуществлять свое развитие.