Оптика — это… Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike’ появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

• Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
• Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

Физиологическая оптика — междисциплинарная наука о зрительном восприятии света. Она объединяет сведения по биофизике, биохимии и психологии зрительного восприятия.

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10

−4 до 100 Å (от 10⁻¹⁴ до 10⁻⁸м) и гамма-излучений < 10⁻⁴ Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

• Б. М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

Оптика — это… Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike’ появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

• Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
• Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

Физиологическая оптика — междисциплинарная наука о зрительном восприятии света. Она объединяет сведения по биофизике, биохимии и психологии зрительного восприятия.

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10⁻⁴ до 100 Å (от 10⁻¹⁴ до 10⁻⁸м) и гамма-излучений < 10⁻⁴ Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

• Б. М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

Оптика — это… Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike’ появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

• Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
• Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

Физиологическая оптика — междисциплинарная наука о зрительном восприятии света. Она объединяет сведения по биофизике, биохимии и психологии зрительного восприятия.

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10⁻⁴ до 100 Å (от 10⁻¹⁴ до 10⁻⁸м) и гамма-излучений < 10⁻⁴ Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

• Б. М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

Оптика — это… Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike’ появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

• Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
• Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

Физиологическая оптика — междисциплинарная наука о зрительном восприятии света. Она объединяет сведения по биофизике, биохимии и психологии зрительного восприятия.

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10⁻⁴ до 100 Å (от 10⁻¹⁴ до 10⁻⁸м) и гамма-излучений < 10⁻⁴ Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

• Б. М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

оптика — это… Что такое оптика?

оптика — оптика, и …   Русский орфографический словарь

ОПТИКА — (греч. optike наука о зрительных восприятиях, от optos видимый, зримый), раздел физики, в к ром изучаются оптическое излучение (свет), процессы его распространения и явления, наблюдаемые при вз ствии света и в ва. Оптич. излучение представляет… …   Физическая энциклопедия

ОПТИКА — (греч. optike, от optomai вижу). Учение о свете и действии его на глаз. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ОПТИКА греч. optike, от optomai, вижу. Наука о распространении света и действии его на глаз.… …   Словарь иностранных слов русского языка

оптика — и, ж. optique f. &LT; optike наука о зрении. 1. устар. Раек (род панорамы). Мак. 1908. Иль в стекла оптики картинные места Смотрю моих усадеб. Державин Евгению. Особенность зрения, восприятия чего л. Оптика глаз моих ограничена; в потемках все… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

ОПТИКА — ОПТИКА, раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, распространения его в различных средах и взаимодействия его с веществом. Оптика изучает видимую часть спектра электромагнитных волн и примыкающие к ней ультрафиолетовую… …   Современная энциклопедия

Оптика — ОПТИКА, раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, распространения его в различных средах и взаимодействия его с веществом. Оптика изучает видимую часть спектра электромагнитных волн и примыкающие к ней ультрафиолетовую… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

ОПТИКА — ОПТИКА, раздел физики, исследующий свет и его свойства. Основные аспекты включают физическую природу СВЕТА, охватывающую как волны, так и частицы (ФОТОНЫ), ОТРАЖЕНИЕ, РЕФРАКЦИЮ, ПОЛЯРИЗАЦИЮ света и его передачу через различные среды. Оптика… …   Научно-технический энциклопедический словарь

ОПТИКА — ОПТИКА, оптики, мн. нет, жен. (греч. optiko). 1. Отдел физики, наука, изучающая явления и свойства света. Теоретическая оптика. Прикладная оптика. 2. собир. Приборы и инструменты, действие которых основано на законах этой науки (спец.). Толковый… …   Толковый словарь Ушакова

ОПТИКА — (от греч. optike наука о зрительных восприятиях) раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, его распространение в различных средах и взаимодействие света c веществом. Оптика изучает широкую область спектра электромагнитных… …   Большой Энциклопедический словарь

ОПТИКА — ОПТИКА, и, жен. 1. Раздел физики, изучающий процессы излучения света, его распространения и взаимодействия с веществом. 2. собир. Приборы и инструменты, действие к рых основано на законах этой науки. • Волоконная оптика (спец.) раздел оптики,… …   Толковый словарь Ожегова

ОПТИКА — (от греч. opsis зрение), учение о свете, составная часть физики. О. входит частью в область геофизики (атмосферная О., оптика морей и т. д.), частью в область физиологии (физиол.О.). По своему основному физ. содержанию О. разделяется на физи… …   Большая медицинская энциклопедия

Оптика | Физика

Оптика (от греч. — optike ) — это раздел физики, изучающий законы излучения, распростра­нения света и взаимодействия с веществом.

Оптика традиционно делится на следующие разделы.

1. Геометрическая (или лучевая) оптика. Этот раздел оптики исторически сформировался первым. Геометрическая оптика изучает законы распространения оптического излучения и фор­мирования изображений предметов с помощью оптических систем на основе представления о све­товом луче как о прямой линии, не интересуясь природой самого света (т. е. вопросом о том, что такое свет). Законы геометрической оптики справедливы при условии, что размеры предметов много больше длины волны света; среда, в которой распространяется свет, оптически однородна, а свойства ее не зависят от интенсивности света.

2. Физическая оптика изучает вопросы, связанные с процессами испускания света, природой света и световых явлений. К ним, в частности, относятся следующие явления:

• интерференция и дифракция света, свидетельствующие о волновой природе света и яв­ляющиеся предметом изучения волновой оптики, в основе которой лежат уравнения Мак­свелла;

• тепловое излучение, разработка теории которого привела М. Планка к открытию квантовой природы излучения и определению постоянной Планка;

• люминесценция, исследование природы которой привело к идее о возможности создания оптических квантовых генераторов (лазеров).

Создание лазеров, в свою очередь, послужило стимулом для развития нелинейной опти­ки — раздела физической оптики, в котором рассматривается взаимодействие вещества со светом большой интенсивности, при котором свойства вещества зависят от интенсивности света, т. е. оно перестает быть оптически однородным и перестают работать законы геометрической оптики.

Благодаря лазерам стало возможным развитие голографии, которая сейчас используется на­чиная с музеев (демонстрация голограмм ценных экспонатов) до заводов, где голографические методы применяются для выявления дефектов и напряжений деталей машин.

3. Физиологическая оптика изучает строение глаза человека как составной части всего аппа-
рата зрения, а также и все остальное, что относится к механизму зрения. По результатам иссле-
дований, проводимых в этой области, строится теория зрения, а также теория восприятия света
и цвета. Достижения физиологической оптики используются в медицине, физиологии, технике,
при разработке различных устройств — от очков до телевидения.

Выше приведен далеко не полный перечень явлений, изучаемых оптикой.

Практическое применение результатов исследований всех разделов оптики огромно. Пожалуй, нет отрасли науки или народного хозяйства, в которой не использовались бы достижения оптики или оптические методы исследования — от освещения улиц до новых систем хранения и записи информации для нужд вычислительной техники, до слежения за искусственными спутниками Земли и использования линий лазерной оптической связи для ведения телефонных переговоров и передачи изображений.

ОПТИКА • Большая российская энциклопедия

О́ПТИКА (от греч. ὀπτιϰή – нау­ка о зри­тель­ных вос­при­яти­ях), раз­дел фи­зи­ки, в ко­то­ром изу­ча­ют­ся оп­тич. из­лу­че­ние (свет в ши­ро­ком по­ни­ма­нии), его рас­про­стра­не­ние и яв­ле­ния, на­блю­дае­мые при взаи­мо­дей­ст­вии све­та с ве­ще­ст­вом. Оп­тич. из­лу­че­ние пред­став­ля­ет со­бой элек­тро­маг­нит­ные вол­ны ви­ди­мо­го, ульт­ра­фио­ле­то­во­го и ин­фра­крас­но­го диа­па­зо­нов. Оп­тич. ис­сле­до­ва­ния ха­рак­те­ри­зу­ют­ся общ­но­стью тех­нич. средств и ме­то­дов ана­ли­за яв­ле­ний в ука­зан­ных диа­па­зо­нах. Для та­ких средств и ме­то­дов ха­рак­тер­но ис­поль­зо­ва­ние как вол­но­вых, так и кор­пус­ку­ляр­ных свойств из­лу­че­ния. По тра­ди­ции О. при­ня­то под­раз­делять на гео­мет­ри­че­скую, фи­зи­че­скую и фи­зио­ло­ги­че­скую.

Геометрическая оптика

Не рас­смат­ри­вая во­прос о при­ро­де све­та, гео­мет­рич. О. ис­хо­дит из эм­пи­рич. за­ко­нов его рас­про­стра­не­ния и ис­поль­зу­ет пред­став­ле­ние о све­то­вых лу­чах, пре­лом­ляю­щих­ся и от­ра­жаю­щих­ся на гра­ни­цах сред с разл. оп­тич. свой­ст­ва­ми и пря­мо­ли­ней­ных в оп­ти­че­ски од­но­род­ной сре­де. Ме­то­ды гео­мет­рич. О. по­зво­ля­ют изу­чать ус­ло­вия фор­ми­ро­ва­ния оп­тич. изо­бра­же­ний объ­ек­та как со­во­куп­но­сти изо­бра­же­ний его отд. то­чек и объ­яс­нять мн. яв­ле­ния, свя­зан­ные с про­хо­ж­де­ни­ем оп­тич. из­лу­че­ния в разл. сре­дах, в т. ч. не­од­но­род­ных (напр., ис­крив­ле­ние лу­чей в зем­ной ат­мо­сфе­ре вслед­ст­вие не­по­сто­ян­ст­ва её по­ка­за­те­ля пре­лом­ле­ния, об­ра­зо­ва­ние ми­ра­жей, ра­дуг). Наи­боль­шее зна­че­ние гео­мет­рич. О. (с час­тич­ным при­вле­че­ни­ем вол­но­вой О., см. ни­же) име­ет для рас­чё­та и кон­ст­руи­ро­ва­ния оп­тич. при­бо­ров – от оч­ко­вых линз до слож­ных объ­ек­ти­вов и круп­ных ас­тро­но­мич. ин­ст­ру­мен­тов. Бла­го­да­ря раз­ви­тию вы­чис­лит. ма­те­ма­ти­ки и при­ме­не­нию совр. вы­чис­лит. тех­ни­ки та­кие рас­чё­ты дос­тиг­ли вы­со­ко­го со­вер­шен­ст­ва, сфор­ми­ро­ва­лось отд. на­прав­ле­ние, по­лу­чив­шее назв. вы­чис­ли­тель­ной оп­ти­ки. 

По су­ще­ст­ву от­да­ле­на от фи­зич. при­ро­ды све­та и фо­то­мет­рия, по­свя­щён­ная гл. обр. из­ме­ре­нию све­то­вых ве­личин. Фо­то­мет­рия пред­став­ля­ет со­бой ме­то­дич. ос­но­ву ис­сле­до­ва­ния про­цес­сов ис­пус­ка­ния, рас­про­стра­не­ния и по­гло­ще­ния из­лу­че­ния по ре­зуль­та­там его дей­ст­вия на при­ём­ни­ки из­лу­че­ния. Ряд за­дач фо­то­мет­рии ре­ша­ет­ся с учё­том зако­но­мер­но­стей вос­при­ятия че­ло­ве­че­ским гла­зом све­та и его отд. цве­то­вых со­став­ляю­щих. Изу­че­ни­ем са­мих этих за­ко­но­мер­но­стей за­ни­ма­ет­ся фи­зио­ло­гич. О., смы­каю­щая­ся с био­фи­зи­кой и пси­хо­ло­ги­ей и ис­сле­дую­щая ме­ха­низ­мы зре­ния.

Физическая оптика

Рас­смат­ри­ва­ет про­бле­мы, свя­зан­ные с про­цес­са­ми ис­пус­ка­ния све­та, при­ро­дой све­та и све­то­вых яв­ле­ний. Ут­вер­жде­ние, что свет есть по­пе­реч­ные элек­тро­маг­нит­ные вол­ны, яви­лось ре­зуль­та­том ог­ром­но­го чис­ла экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ний ди­фрак­ции све­та, ин­тер­фе­рен­ции све­та, по­ля­ри­за­ции све­та, рас­про­стра­не­ния све­та в ани­зо­троп­ных сре­дах (см. Кри­стал­ло­оп­ти­ка, Оп­ти­че­ская ани­зо­тро­пия). Со­во­куп­ность яв­ле­ний, в ко­то­рых про­яв­ля­ет­ся вол­но­вая при­ро­да све­та, изу­ча­ет­ся в круп­ном раз­де­ле фи­зич. О. – вол­но­вой оп­ти­ке. Её ма­те­ма­тич. ос­но­ва­ни­ем слу­жат об­щие урав­не­ния клас­сич. элек­тро­ди­на­ми­ки – Мак­свел­ла урав­не­ния. Свой­ст­ва сре­ды при этом ха­рак­те­ри­зу­ют­ся мак­ро­ско­пич. ма­те­ри­аль­ны­ми кон­стан­та­ми – зна­че­ния­ми ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти $\varepsilon$ и маг­нит­ной про­ни­цае­мо­сти $\mu$, вхо­дя­щи­ми в урав­не­ния Мак­свелла в ви­де ко­эф­фи­ци­ен­тов. Эти зна­че­ния од­но­знач­но оп­ре­де­ля­ют по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния сре­ды: $n=\sqrt{\varepsilon \mu}$.

Фе­но­ме­но­ло­гич. вол­но­вая О., не рас­смат­ри­вая во­прос о свя­зи ве­ли­чин $\varepsilon$ и $\mu$ (оп­ре­де­ляе­мых экс­пе­ри­мен­таль­но) со струк­ту­рой ве­ще­ст­ва, по­зво­ля­ет объ­яс­нить все эм­пи­рич. за­ко­ны гео­мет­рич. О. и ус­та­но­вить гра­ни­цы её при­ме­ни­мо­сти. В от­ли­чие от гео­мет­ри­че­ской, вол­но­вая О. да­ёт воз­мож­ность рас­смат­ри­вать про­цес­сы рас­про­стра­не­ния све­та не толь­ко при раз­ме­рах, фор­ми­рую­щих (или рас­сеи­ваю­щих) све­то­вые пуч­ки сис­тем, зна­чи­тель­но бóльших дли­ны вол­ны из­лу­че­ния, но и при лю­бом со­от­но­ше­нии ме­ж­ду ни­ми. Во мно­гих слу­ча­ях ре­ше­ние кон­крет­ных за­дач ме­то­да­ми вол­но­вой О. ока­зы­ва­ет­ся чрез­вы­чай­но слож­ным. По­это­му по­лу­чи­ла раз­ви­тие ква­зи­оп­ти­ка, в ко­то­рой про­цес­сы рас­про­стра­не­ния, пре­лом­ле­ния и от­ра­же­ния вол­но­вых пуч­ков с се­че­ни­ем, бóльшим дли­ны вол­ны, опи­сы­ва­ют­ся гео­мет­ри­че­ски, но с учё­том ди­фрак­ци­он­ных вкла­дов и тем са­мым вол­но­вой при­ро­ды из­лу­че­ния. Гео­мет­ри­че­ский и вол­но­вой под­хо­ды фор­маль­но так­же объ­е­ди­ня­ют­ся в гео­мет­рич. тео­рии ди­фрак­ции, в ко­то­рой до­пол­ни­тель­но к па­даю­щим, от­ра­жён­ным и пре­лом­лён­ным лу­чам по­сту­ли­ру­ет­ся су­ще­ст­во­ва­ние ди­фра­ги­ро­ван­ных лу­чей.

Ог­ром­ную роль в раз­ви­тии вол­но­вой О. сыг­ра­ло ус­та­нов­ле­ние свя­зи ве­ли­чин $\varepsilon$ и $\mu$ с мо­ле­ку­ляр­ной и кри­стал­лич. струк­ту­рой ве­ще­ст­ва. Она по­зво­ли­ла вый­ти да­ле­ко за рам­ки фе­но­ме­но­ло­гич. опи­са­ния оп­тич. яв­ле­ний и объ­яс­нить все про­цес­сы, со­про­во­ж­даю­щие рас­про­стра­не­ние све­та в рас­сеи­ваю­щих и ани­зо­троп­ных сре­дах и вбли­зи гра­ниц раз­де­лов сред с раз­ны­ми оп­тич. ха­рак­те­ристи­ка­ми, а так­же за­ви­си­мость оп­тич. свойств сред от дли­ны вол­ны (дис­пер­сию), влия­ние на све­то­вые яв­ле­ния в сре­дах темп-ры, дав­ле­ния, зву­ка, элек­три­че­ских и маг­нит­ных по­лей и др.

Важ­ным для раз­ви­тия оп­тич. пред­став­ле­ний ста­ло от­кры­тие ме­та­ма­те­риа­лов – струк­тур с от­ри­ца­тель­ным по­ка­за­те­лем пре­лом­ле­ния, тео­ре­ти­че­ски ис­сле­до­ван­ных в 1967 В. Г. Ве­се­ла­го. На их ос­но­ве мо­гут быть соз­да­ны уст­рой­ства с уни­каль­ны­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми, прин­ци­пи­аль­но от­ли­чаю­щи­ми­ся от ха­рак­те­ри­стик оп­тич. сис­тем с обыч­ны­ми оп­тич. эле­мен­та­ми.

В вол­но­вой О. па­ра­мет­ры сре­ды час­то счи­та­ют­ся не за­ви­ся­щи­ми ни от ин­тен­сив­но­сти све­та, ни от вре­ме­ни; со­от­вет­ст­вен­но, оп­тич. про­цес­сы опи­сы­ва­ют­ся ли­ней­ны­ми диф­фе­рен­ци­аль­ны­ми урав­не­ния­ми с по­сто­ян­ны­ми ко­эф­фи­ци­ен­та­ми. Од­на­ко во мно­гих слу­ча­ях, осо­бен­но при боль­ших ин­тен­сив­но­стях све­то­вых по­то­ков, это пред­по­ло­же­ние не­спра­вед­ли­во: по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния за­ви­сит от на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля све­то­вой вол­ны (не­ли­ней­ная по­ля­ри­зуе­мость ве­ще­ст­ва). Это при­во­дит к со­вер­шен­но но­вым яв­ле­ни­ям и за­ко­но­мер­но­стям, та­ким как из­ме­не­ние уг­ла пре­лом­ле­ния све­то­во­го пуч­ка на гра­ни­це двух сред при из­ме­не­нии его ин­тен­сив­но­сти, сжа­тие и рас­ши­ре­ние све­то­вых пуч­ков (са­мо­фо­ку­си­ров­ка све­та и его са­мо­де­фоку­си­ров­ка), из­ме­не­ние спек­траль­но­го со­ста­ва све­та, про­хо­дя­ще­го че­рез не­ли­ней­ную сре­ду (ге­не­ра­ция оп­тич. гар­мо­ник), взаи­мо­дей­ст­вие све­то­вых пуч­ков в ре­зуль­та­те мо­ду­ля­ции све­том ве­ли­чи­ны $\varepsilon$ и по­яв­ле­ние в из­лу­че­нии ком­би­на­ци­он­ных час­тот (па­ра­мет­рич. яв­ле­ния, см. Па­ра­мет­ри­че­ский ге­не­ра­тор све­та), само­ор­га­ни­за­ция све­то­вых струк­тур в сис­те­мах с об­рат­ной свя­зью и др. Эти явле­ния рас­смат­ри­ва­ют­ся в не­ли­ней­ной оп­ти­ке, по­лу­чив­шей боль­шое прак­тич. зна­че­ние в свя­зи с соз­да­ни­ем ла­зе­ров.

Осо­бен­но вы­со­кие зна­че­ния на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля мож­но по­лу­чить при фо­ку­си­ров­ке из­лу­че­ния ла­зе­ров, ге­не­ри­рую­щих им­пуль­сы фем­то­се­кунд­ной дли­тель­но­сти. Соз­да­ние им­пульс­ных ла­зер­ных сис­тем фем­то­се­кунд­но­го диа­па­зо­на, спо­соб­ных ге­не­ри­ро­вать мощ­но­сти бо­лее 1 те­ра­ват­та (1ТВт = 10¹²Вт), и про­ек­ти­ро­ва­ние ус­та­но­вок пе­та­ватт­но­го диа­па­зо­на (1ПВт = 10¹⁵Вт) от­кры­ва­ют но­вые, ра­нее не­дос­туп­ные воз­мож­но­сти для ис­сле­до­ва­ния взаи­мо­дей­ст­вия из­лу­че­ния с ве­ще­ст­вом. Про­хо­ж­де­ние че­рез ве­ще­ст­во сверх­мощ­ных им­пуль­сов при­во­дит к но­вым ре­жи­мам взаи­мо­дей­ст­вия. Час­то речь идёт о взаи­мо­дей­ст­вии с плаз­мой, по­сколь­ку на­пря­жён­ность элек­трич. по­ля све­то­вой вол­ны пре­вос­хо­дит ту, что удер­жи­ва­ет элек­тро­ны в ато­ме. Ре­зуль­та­том это­го взаи­мо­дей­ст­вия мо­гут быть мощ­ные вспыш­ки вто­рич­но­го из­лу­че­ния в рент­ге­нов­ском диа­па­зо­не спек­тра.

Хо­ро­шо опи­сы­вая рас­про­стра­не­ние све­та в ма­те­ри­аль­ных сре­дах, вол­но­вая О. не смог­ла удов­ле­тво­ри­тель­но объ­яснить про­цес­сы его ис­пус­ка­ния и по­гло­ще­ния. Ис­сле­до­ва­ние этих про­цес­сов (фо­то­эф­фект, фо­то­хи­мич. пре­вра­ще­ния мо­ле­кул, за­ко­но­мер­но­сти оп­тич. спек­тров и др.) и об­щие тер­мо­ди­на­мич. со­об­ра­же­ния о взаи­мо­дей­ст­вии элек­тро­маг­нит­но­го по­ля с ве­ще­ст­вом при­ве­ли к вы­во­ду, что эле­мен­тар­ная сис­те­ма (атом, мо­ле­ку­ла) мо­жет ис­пус­кать или по­гло­щать энер­гию элек­тро­маг­нит­но­го по­ля лишь дис­крет­ны­ми пор­ция­ми (кван­та­ми), про­пор­цио­наль­ны­ми час­то­те из­лу­че­ния $\nu$ (см. Из­лу­че­ние). По­это­му све­то­во­му элек­тро­маг­нит­но­му по­лю со­пос­тав­ля­ет­ся по­ток кван­тов све­та – фо­то­нов, рас­про­стра­няю­щих­ся в ва­куу­ме со ско­ро­стью све­та. В про­стей­шем слу­чае энер­гия, те­ряе­мая или при­об­ре­тае­мая изо­ли­ро­ван­ной кван­то­вой сис­те­мой при взаи­мо­дей­ст­вии с оп­тич. из­лу­че­ни­ем, рав­на энер­гии фо­то­на $h \nu$ ($h$ – по­сто­ян­ная План­ка), а в бо­лее слож­ном – сум­ме или раз­но­сти энер­гий не­сколь­ких фо­то­нов (см. Мно­го­фо­тон­ные про­цес­сы). Эф­фек­ты, в ко­то­рых при взаи­мо­дей­ст­вии све­та и ве­ще­ст­ва про­яв­ля­ют­ся кван­то­вые свой­ст­ва эле­мен­тар­ных сис­тем, рас­смат­ри­ва­ют­ся в кван­то­вой оп­ти­ке ме­то­да­ми, раз­ви­ты­ми в кван­то­вой ме­ха­ни­ке и кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ке. Важ­ны­ми объ­ек­та­ми, изу­чае­мы­ми в кван­то­вой О., яв­ля­ют­ся сжа­тые со­стоя­ния све­та и др. не­клас­сич. мак­ро­ско­пич. со­стоя­ния све­то­во­го по­ля.

Двой­ст­вен­ность при­ро­ды све­та – на­ли­чие у не­го од­но­вре­мен­но ха­рак­тер­ных черт, при­су­щих и вол­нам, и час­ти­цам, – яв­ля­ет­ся ча­ст­ным слу­ча­ем кор­пус­ку­ляр­но-вол­но­во­го дуа­лиз­ма. Эта кон­цеп­ция бы­ла впер­вые сфор­му­ли­ро­ва­на имен­но для оп­тич. из­лу­че­ния; она ут­вер­ди­лась как уни­вер­саль­ная для всех час­тиц мик­ро­ми­ра по­сле об­на­ру­же­ния вол­но­вых свойств у ма­те­ри­аль­ных час­тиц (см. Ди­фрак­ция час­тиц) и лишь за­тем бы­ла экс­пе­ри­мен­таль­но под­твер­жде­на для ра­дио­из­лу­че­ния. От­кры­тие кван­то­вых яв­ле­ний в ра­дио­диа­па­зо­не во мно­гом стёр­ло рез­кую гра­ни­цу ме­ж­ду ра­дио­фи­зи­кой и О. Сна­ча­ла в ра­дио­фи­зи­ке, а за­тем в фи­зич. О. сфор­ми­ро­ва­лось но­вое на­прав­ле­ние, свя­зан­ное с ге­не­ра­ци­ей вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния и соз­да­ни­ем кван­то­вых уси­ли­те­лей и кван­то­вых ге­не­ра­то­ров из­лу­че­ния (ма­зе­ров и ла­зе­ров). В от­ли­чие от не­упо­ря­до­чен­но­го све­то­во­го по­ля обыч­ных (те­п­ло­вых и лю­ми­нес­цент­ных) ис­точ­ни­ков, из­лу­че­ние ла­зе­ров об­ла­да­ет боль­шой вре­меннóй и про­стран­ст­вен­ной упо­ря­до­чен­но­стью (ко­ге­рент­но­стью), вы­со­кой мо­но­хро­ма­тич­но­стью ($\Delta \nu/\nu$ дос­ти­га­ет 10^–14, см. Мо­но­хро­ма­ти­че­ское из­лу­че­ние), пре­дель­но ма­лой, поч­ти ди­фрак­ци­он­ной рас­хо­ди­мо­стью пуч­ка и при фо­ку­си­ров­ке по­зво­ля­ет по­лу­чать не­дос­ти­жи­мые ни для ка­ких др. ис­точ­ни­ков из­лу­че­ния на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля, пре­вы­шаю­щие внут­ри­атом­ные. По­яв­ле­ние ла­зе­ров сти­му­ли­ро­ва­ло пе­ре­смотр и раз­ви­тие тра­ди­ци­он­ных и воз­ник­но­ве­ние но­вых на­прав­ле­ний фи­зич. О. Ока­за­лось воз­мож­ным прак­ти­че­ски реа­ли­зо­вать идеи го­ло­гра­фии, боль­шую роль ста­ли иг­рать ис­следо­ва­ния ста­ти­сти­ки из­лу­че­ния (ста­ти­сти­че­ская оп­ти­ка), сфор­ми­ро­ва­лась как са­мо­сто­ят. раз­дел не­ли­ней­ная О., по­лу­чи­ли раз­ви­тие ме­то­ды соз­да­ния уз­ко­на­прав­лен­ных ко­ге­рент­ных пуч­ков све­та и управ­ле­ния ими (ко­ге­рент­ная О.), в т. ч. ме­то­ды и сред­ст­ва ав­то­ма­тич. управ­ле­ния оп­тич. сис­те­ма­ми, по­зво­ляю­щие ком­пен­си­ро­вать ис­ка­же­ния све­то­вых пуч­ков, про­хо­дя­щих че­рез не­од­но­род­ные сре­ды (адап­тив­ная оп­ти­ка). Боль­шой ин­те­рес пред­став­ля­ет об­на­ру­жен­ное и тех­ни­че­ски реа­ли­зо­ван­ное в разл. ва­ри­ан­тах яв­ле­ние об­ра­ще­ния вол­но­во­го фрон­та. Осо­бую важ­ность при­об­ре­ло изу­че­ние кру­га яв­ле­ний, свя­зан­ных с воз­дей­ст­ви­ем ин­тен­сив­ных све­то­вых по­то­ков на ве­ще­ст­во, и на­ча­ла бы­ст­ро раз­ви­вать­ся ла­зер­ная тех­но­ло­гия. Раз­ви­тие ла­зер­ной тех­ни­ки при­ве­ло к но­во­му под­хо­ду при соз­да­нии оп­тич. эле­мен­тов и сис­тем, и в ча­ст­но­сти по­тре­бо­ва­ло раз­ра­бот­ки но­вых оп­тич. ма­те­риа­лов, про­пус­каю­щих без их по­вре­ж­де­ний ин­тен­сив­ные све­то­вые по­то­ки (си­ло­вая О.).

Ус­пе­хи в ре­ше­нии об­рат­ных оп­тич. за­дач по­зво­ли­ли раз­ра­бо­тать пло­ские ди­фрак­ци­он­ные эле­мен­ты – фа­зо­вые пла­стин­ки, по­зво­ляю­щие в со­от­вет­ст­вии с за­да­вае­мым ал­го­рит­мом пре­об­ра­зо­вы­вать ам­пли­туд­но-фа­зо­вый про­филь све­то­вых пуч­ков.

Раз­ви­тие на­но­тех­но­ло­гий ста­ло мощ­ным сти­му­лом фор­ми­ро­ва­ния на­но­фо­то­ни­ки – раз­де­ла О., в рам­ках ко­то­ро­го рас­смат­ри­ва­ют­ся оп­тич. яв­ле­ния в на­но­мет­ро­вой шка­ле. Осн. за­да­чей на­но­фо­то­ни­ки яв­ля­ет­ся рас­про­стра­не­ние оп­тич. тех­но­ло­гий на мас­шта­бы длин, на­хо­дящих­ся за ди­фрак­ци­он­ным пре­де­лом (ок. 200 нм). Пре­одо­леть ди­фрак­ци­он­ный пре­дел по­зво­ля­ет оп­тич. мик­ро­ско­пия ближ­не­го по­ля, ос­но­ван­ная на де­тек­ти­ро­ва­нии рас­сея­ния све­та от изу­чае­мо­го объ­ек­та на рас­стоя­ни­ях, мень­ших дли­ны вол­ны све­та.

Физиологическая оптика

Изу­ча­ет стро­е­ние и функ­цио­ни­ро­ва­ние все­го ап­па­ра­та зре­ния – от гла­за до ко­ры моз­га; раз­ра­ба­ты­ва­ет тео­рию зре­ния, вос­при­ятия све­та и цве­та. Ре­зуль­та­ты фи­зио­ло­гич. О. ис­поль­зу­ют­ся в ме­ди­ци­не, фи­зио­логии, тех­ни­ке при раз­ра­бот­ке раз­но­об­раз­ных уст­ройств – от ос­ве­тит. при­бо­ров и оч­ков до цвет­но­го ки­но и те­ле­ви­де­ния. Под­роб­нее см. в стать­ях Фи­зио­ло­ги­че­ская оп­ти­ка, Зре­ние, Ко­ло­ри­мет­рия.

Практическое применение

Все раз­де­лы О. име­ют раз­но­об­раз­ное прак­тич. при­ме­не­ние. За­да­чи ра­цио­наль­но­го ос­ве­ще­ния улиц, по­ме­ще­ний, ра­бо­чих мест на про­из­вод­ст­ве, зре­лищ, ис­то­рич. и ар­хит. па­мят­ни­ков и др. ре­ша­ют­ся све­то­тех­ни­кой на ос­но­ве гео­мет­рич. О. и фо­то­мет­рии с учё­том за­ко­нов фи­зио­ло­гич. О.; при этом ис­поль­зу­ют­ся дос­ти­же­ния фи­зич. О. (напр., для соз­да­ния лю­ми­нес­цент­ных ис­точ­ни­ков све­та) и оп­тич. тех­но­ло­гии (из­го­тов­ле­ние зер­кал, све­то­фильт­ров, эк­ра­нов и т. д.). О. ре­ша­ет за­да­чи по­лу­че­ния в разл. спек­траль­ных об­лас­тях изо­бра­же­ний, со­от­вет­ст­вую­щих ори­ги­на­лам как по гео­мет­рич. фор­ме, так и по рас­пре­де­ле­нию ярко­сти. Гео­мет­рич. О. с при­вле­че­ни­ем фи­зич. О. да­ёт от­вет на во­прос, как сле­ду­ет по­стро­ить оп­ти­че­скую сис­те­му, что­бы ка­ж­дая точ­ка объ­ек­та изо­бра­жа­лась так­же в ви­де точ­ки при со­хра­не­нии гео­мет­рич. по­до­бия изо­бра­же­ния объ­ек­ту. Она ука­зы­ва­ет на ис­точ­ни­ки ис­ка­же­ний изо­бра­же­ния и их уро­вень в ре­аль­ных оп­тич. сис­те­мах (см. Абер­ра­ции оп­ти­че­ских сис­тем).

Воз­мож­но­сти по­лу­че­ния оп­тич. об­ра­зов без при­ме­не­ния фо­ку­си­рую­щих сис­тем рас­смат­ри­ва­ет го­ло­гра­фия, в ос­но­ву ко­то­рой по­ло­же­на идея об од­но­знач­ной свя­зи фор­мы те­ла с про­стран­ст­вен­ным рас­пре­де­ле­ни­ем ам­пли­туд и фаз рас­про­стра­няю­щих­ся от не­го (рас­се­ян­ных им) све­то­вых волн. Для ре­ги­ст­ра­ции рас­пре­де­ле­ния ам­пли­туд и фаз по­ля в го­ло­гра­фии ис­поль­зу­ет­ся мо­но­хро­ма­тич. из­лу­че­ние. По­это­му бур­ное раз­ви­тие го­ло­гра­фии свя­за­но с от­крыв­ши­ми­ся в ре­зуль­та­те раз­ра­бот­ки ла­зе­ров воз­мож­но­стя­ми по­лу­чать ин­тен­сив­ные ко­ге­рент­ные оп­тич. по­ля, а так­же с её ши­ро­ким прак­тич. при­ме­не­ни­ем (изу­че­ние плаз­мы, ис­сле­до­ва­ние де­фор­ма­ции тел, рас­по­зна­ва­ние об­ра­зов, оп­ти­че­ская об­ра­бот­ка ин­фор­ма­ции и др.). Оп­тич. яв­ле­ния и ме­то­ды, раз­ра­бо­тан­ные в О., ис­поль­зу­ют­ся для ана­ли­тич. це­лей и кон­тро­ля в са­мых разл. об­лас­тях нау­ки и тех­ни­ки.

Осо­бое ме­сто в кру­гу на­уч. и прак­тич. за­дач, ре­шае­мых сред­ст­ва­ми ко­ге­рент­ной О., за­ни­ма­ют мет­ро­ло­гич. за­да­чи. Ис­поль­зо­ва­ние средств ин­тер­фе­ро­мет­рии, го­ло­гра­фии, до­п­ле­ров­ской ане­мо­мет­рии по­зво­ля­ет про­из­во­дить вы­со­ко­точ­ные из­ме­ре­ния боль­шо­го чис­ла раз­мер­ных и ди­на­мич. па­ра­мет­ров разл. объ­ек­тов. Струк­тур­ные па­ра­мет­ры, та­кие как тол­щи­на плё­нок, вы­со­та мик­ро­рель­е­фа, раз­ме­ры не­од­но­род­но­стей, ве­ли­чи­на де­фор­ма­ции, и ди­на­мич. ха­рак­те­ри­сти­ки ис­сле­дуе­мых объ­ек­тов, свя­зан­ные со сме­ще­ни­ем, ус­ко­ре­ни­ем, уве­рен­но оп­ре­де­ля­ют­ся с точ­но­стью до со­тых до­лей дли­ны вол­ны ис­поль­зуе­мо­го оп­тич. из­лу­че­ния. Сред­ст­ва из­ме­ре­ния, ос­но­ван­ные на эф­фек­тах ко­ге­рент­но­сти оп­тич. волн, не­за­ме­ни­мы в ка­че­ст­ве ин­ст­ру­мен­тов про­из­водств. кон­тро­ля и со­став­ля­ют ос­но­ву мн. эта­лон­ных по­ве­роч­ных средств бла­го­да­ря от­но­си­тель­ной про­сто­те реа­ли­зации, ус­той­чи­во­сти, вы­со­кой точ­но­сти и вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­сти. Со­вер­шен­ст­во­ва­ние ме­то­дов оп­тич. из­ме­ре­ний свя­за­но так­же с учё­том фрак­таль­ных свойств объ­ек­тов и взаи­мо­дей­ст­вую­ще­го с ни­ми из­лу­че­ния.

Уни­каль­ной чув­ст­ви­тель­но­стью об­ла­да­ют из­ме­рит. уст­рой­ст­ва, ис­поль­зую­щие ин­тер­фе­рен­цию све­та. Ин­тер­фе­ро­мет­ры ши­ро­ко при­ме­ня­ют для из­ме­ре­ний длин волн и изу­че­ния струк­ту­ры спек­траль­ных ли­ний, оп­ре­де­ле­ния по­ка­за­те­лей пре­лом­ле­ния про­зрач­ных сред, аб­со­лют­ных и от­но­сит. из­ме­ре­ний длин, из­ме­ре­ний уг­ло­вых раз­ме­ров звёзд и др. кос­мич. объ­ек­тов.

Осо­бен­но боль­шое зна­че­ние име­ют ме­то­ды спек­траль­но­го ана­ли­за и лю­ми­нес­цент­но­го ана­ли­за, ос­но­ван­ные на свя­зи спек­тров ис­пус­ка­ния, по­гло­ще­ния и рас­сея­ния со струк­ту­рой ато­мов и мо­ле­кул и с внут­ри- и меж­мо­ле­ку­ляр­ны­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми. По ви­ду спек­тров и их из­ме­не­нию со вре­ме­нем или под дей­ст­ви­ем на ве­ще­ст­во внеш­них фак­то­ров мож­но ус­та­но­вить атом­ный и мо­ле­ку­ляр­ный со­став, аг­ре­гат­ное со­стоя­ние и внутр. струк­ту­ру ве­ще­ст­ва, про­сле­дить за ки­не­ти­кой и де­та­ля­ми про­те­каю­щих в нём фи­зич. и хи­мич. про­цес­сов. Совр. раз­ви­тие оп­ти­че­ской спек­тро­ско­пии тес­но свя­за­но с ис­поль­зо­ва­ни­ем ла­зе­ров, ко­то­рые не толь­ко рас­ши­ри­ли воз­мож­но­сти её клас­сич. раз­де­лов, но и при­ве­ли к раз­ви­тию но­во­го на­прав­ле­ния – ли­ней­ной и не­ли­ней­ной ла­зер­ной спек­тро­ско­пии. Дос­ти­же­ния в об­лас­ти ге­не­ра­ции сверх­ко­рот­ких (пи­ко- и фем­то­се­кунд­ных) све­то­вых им­пуль­сов оп­ре­де­ли­ли про­гресс спек­тро­ско­пии пи­ко­се­кунд­ных им­пуль­сов, по­зво­ляю­щей ис­сле­до­вать ки­не­ти­ку быс­тро­про­те­каю­щих внут­ри- и меж­мо­ле­ку­ляр­ных про­цес­сов, в ча­ст­но­сти в био­ло­гич. объ­ек­тах (см. Фемто- и пи­ко­се­кунд­ная спек­тро­ско­пия). 

Зна­чи­тель­но рас­ши­рить воз­мож­но­сти спек­тро­ско­пии по­зво­ля­ет ис­поль­зо­ва­ние ис­точ­ни­ков син­хро­трон­но­го из­лу­че­ния, об­ла­даю­ще­го зна­чит. ин­тен­сив­но­стью и не­пре­рыв­ным спек­тром в уль­тра­фио­ле­то­вой и рент­ге­нов­ской об­лас­тях спек­тра.

Боль­шое прак­тич. зна­че­ние име­ет дис­тан­ци­он­ное зон­ди­ро­ва­ние ат­мо­сфе­ры с по­мо­щью ла­зер­ных уст­ройств (ли­да­ров) и оп­ре­де­ле­ние при­сут­ст­вия в ней ма­лых при­ме­сей разл. ве­ществ.

Яв­ле­ние по­ля­ри­за­ции све­та ле­жит в ос­но­ве ря­да ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры ве­ще­ст­ва с по­мо­щью мно­го­числ. по­ля­ри­за­ци­он­ных при­бо­ров. По из­ме­не­нию сте­пе­ни по­ля­ри­за­ции (де­по­ля­ри­за­ции) све­та при рас­сея­нии и лю­ми­нес­цен­ции мож­но су­дить о те­п­ло­вых и струк­тур­ных флук­туа­ци­ях в ве­ще­ст­ве, флук­туа­ци­ях кон­цен­тра­ции рас­тво­ров, о внут­ри- и меж­мо­ле­ку­ляр­ной пе­ре­да­че энер­гии, струк­ту­ре и рас­по­ло­же­нии из­лу­чаю­щих цен­тров и т. д. Ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся по­ля­ри­за­ци­он­но-оп­тич. ме­тод ис­сле­до­ва­ния на­пря­же­ний, воз­ни­каю­щих в твёр­дых те­лах (напр., при ме­ха­нич. на­груз­ках), по из­ме­не­нию по­ля­ри­за­ции про­шед­ше­го че­рез те­ло све­та, а так­же ме­тод ис­сле­до­ва­ния свойств по­верх­но­сти тел по из­ме­не­нию по­ля­ри­за­ции при от­ра­же­нии све­та (эл­лип­со­мет­рия). В кри­стал­ло­оп­ти­ке по­ля­ри­за­ци­он­ные ме­то­ды ис­поль­зу­ют­ся для изу­че­ния струк­ту­ры кри­стал­лов, в хи­мич. пром-сти – как кон­троль­ные ме­то­ды при про­из-ве оп­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ, в оп­тич. при­бо­ро­строе­нии – для по­вы­ше­ния точ­но­сти от­счё­тов при­бо­ров (напр., фо­то­мет­ров). 

Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ди­фрак­ци­он­ные ре­шёт­ки как дис­пер­ги­рую­щие эле­мен­ты в спек­траль­ных при­бо­рах (мо­но­хро­ма­то­рах, спек­тро­гра­фах, спек­тро­фо­то­мет­рах и др.) и как эле­мен­ты ре­зо­на­то­ров в ла­зе­рах с пе­ре­строй­кой час­то­ты из­лу­че­ния. Они ис­поль­зу­ют­ся так­же в ка­че­ст­ве от­вет­ви­те­лей мо­но­хро­ма­тич. (ла­зер­но­го) из­лу­че­ния, ве­ли­ка их роль в ин­те­граль­ных оп­тич. уст­рой­ст­вах. Ди­фрак­ция све­та на ульт­ра­зву­ке в про­зрач­ных сре­дах по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить уп­ру­гие кон­стан­ты ве­ще­ст­ва, а так­же соз­дать аку­сто­оп­тич. мо­ду­ля­то­ры све­та (см. так­же Аку­сто­оп­ти­ка), при­ме­няе­мые в све­то­даль­но­ме­рах, оп­тич. ло­ка­то­рах и сис­те­мах оп­тич. свя­зи.

Оп­тич. ме­то­ды, ос­но­ван­ные на ана­ли­зе рас­сея­ния све­та, по­слу­жи­ли од­ной из су­ще­ст­вен­ных ос­нов ста­нов­ле­ния мо­ле­ку­ляр­ной фи­зи­ки и её при­ло­же­ний. Так, не­фе­ло­мет­рия да­ёт воз­мож­ность по­лу­чать дан­ные о меж­мо­ле­ку­ляр­ном взаи­мо­дей­ст­вии в рас­тво­рах, оп­ре­де­лять раз­ме­ры и мо­ле­ку­ляр­ную мас­су мак­ро­мо­ле­кул по­ли­ме­ров, а так­же час­тиц в кол­ло­ид­ных сис­те­мах, взве­сях и зо­лях. Цен­ные све­де­ния о струк­ту­ре уров­ней энер­гии мо­ле­кул, их взаи­мо­дей­ст­вии и строе­нии ве­ще­ст­ва да­ёт изу­че­ние ком­би­на­ци­он­но­го рас­сея­ния све­та и Ман­дель­шта­ма – Брил­лю­эна рас­сея­ния. Ис­поль­зо­ва­ние ла­зе­ров рез­ко уве­ли­чи­ло ин­фор­ма­тив­ность спек­тро­ско­пии рас­сея­ния, при­ве­ло к от­кры­тию вы­ну­ж­ден­но­го рас­сея­ния све­та и к раз­ви­тию но­во­го на­прав­ле­ния – ак­тив­ной ла­зер­ной спек­тро­ско­пии, ос­но­ван­ной на воз­дей­ст­вии ла­зер­но­го из­лу­че­ния на рас­пре­де­ле­ние рас­сеи­ваю­щих час­тиц (мо­ле­кул) по энер­ге­тич. со­стоя­ни­ям.

Чрез­вы­чай­но ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся фо­то­элек­трон­ные при­бо­ры, ос­но­ван­ные на кван­то­вых оп­тич. яв­ле­ни­ях, – фо­то­эле­мен­ты и фо­то­элек­трон­ные ум­но­жи­те­ли, фо­то­дио­ды, фо­то­со­про­тив­ле­ния, элек­трон­но-оп­тич. пре­об­ра­зо­ва­те­ли, пе­ре­даю­щие те­ле­ви­зи­он­ные труб­ки и др. Фо­то­эле­мен­ты ис­поль­зу­ют­ся не толь­ко для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния, но и как уст­рой­ст­ва, пре­об­ра­зую­щие лу­чи­стую энер­гию Солн­ца в элек­трич. энер­гию (сол­неч­ные ба­та­реи). Фо­то­хи­мич. дей­ст­вие све­та ле­жит в ос­но­ве фо­то­гра­фии и изу­ча­ет­ся в спец. об­лас­ти, по­гра­нич­ной ме­ж­ду хи­ми­ей и О., – фо­то­хи­мии. Из­ме­не­ние оп­тич. свойств ве­ществ под дей­ст­ви­ем све­та (фо­то­хро­мизм) ис­поль­зу­ет­ся при раз­ра­бот­ках но­вых сис­тем оп­ти­че­ской за­пи­си и хра­не­ния ин­фор­ма­ции для нужд вы­чис­лит. тех­ни­ки и соз­да­ния за­щит­ных све­то­фильт­ров, ав­то­ма­ти­че­ски уве­ли­чи­ваю­щих по­гло­ще­ние све­та при воз­рас­та­нии его ин­тен­сив­но­сти. По­лу­че­ние мощ­ных по­то­ков мо­но­хро­ма­тич. ла­зер­но­го из­лу­че­ния с раз­ны­ми дли­на­ми волн от­кры­ло путь к раз­ра­бот­ке ме­то­дов ла­зер­но­го раз­де­ле­ния изо­то­пов и сти­му­ли­ро­ва­ния на­прав­лен­но­го про­те­ка­ния хи­мич. ре­ак­ций, по­зво­ли­ло най­ти но­вые, не­тра­ди­ци­он­ные при­ме­не­ния О. в био­фи­зи­ке (воз­дей­ст­вие ла­зер­ных све­то­вых по­то­ков на био­ло­гич. объ­ек­ты на мо­ле­ку­ляр­ном уров­не) и ме­ди­ци­не. В тех­ни­ке ис­поль­зо­ва­ние ла­зе­ров при­ве­ло к по­яв­ле­нию оп­тич. ме­то­дов об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов (см., напр., Ла­зер­ный от­жиг). Бла­го­да­ря воз­мож­но­сти с по­мо­щью ла­зе­ров за ко­рот­кое вре­мя кон­цен­три­ро­вать на пло­щад­ках с ли­ней­ны­ми раз­ме­ра­ми ок. 10 мкм боль­шие мощ­но­сти из­лу­че­ния ин­тен­сив­но раз­ви­ва­ет­ся оп­тич. ме­тод по­лу­че­ния вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной плот­ной плаз­мы с це­лью осу­ще­ст­в­ле­ния управ­ляе­мо­го тер­мо­ядер­но­го син­те­за (см. Ла­зер­ный тер­мо­ядер­ный син­тез).

Ус­пе­хи О. сти­му­ли­ро­ва­ли раз­ви­тие оп­то­элек­тро­ни­ки, ко­то­рая изу­ча­ет эф­фек­ты вза­им­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния оп­тич. из­лу­че­ния и элек­трич. сиг­на­лов в твёр­дом те­ле. В оп­то­элек­тро­ни­ке ус­лов­но вы­де­ля­ют фо­то­ни­ку и оп­тро­ни­ку. В фо­то­ни­ке ис­сле­ду­ют­ся ме­то­ды соз­да­ния уст­ройств, пред­на­зна­чен­ных для хра­не­ния, пе­ре­да­чи, об­ра­бот­ки и ото­бра­же­ния ин­фор­ма­ции, пе­ре­да­вае­мой в ви­де оп­тич. сиг­на­лов. Од­на из осн. за­дач фо­то­ни­ки – раз­ра­бот­ка спо­со­бов управ­ле­ния све­том при по­мо­щи све­та. Це­лью оп­тро­ни­ки яв­ля­ет­ся раз­ви­тие ме­то­дов соз­да­ния оп­трон­ных схем – элек­трон­ных уст­ройств с внутр. оп­тич. свя­зя­ми (см. Оп­трон). Тех­нич. ос­но­ва оп­то­элек­тро­ни­ки – ин­те­граль­ная оп­ти­ка, ши­ро­ко ис­поль­зую­щая вол­но­вод­ные сис­те­мы и мно­го­функ­цио­наль­ные ми­ниа­тюр­ные мо­ду­ли с ли­ней­ным и не­ли­ней­ным пре­об­ра­зо­ва­ни­ями оп­тич. из­лу­че­ния. Эле­мент­ная ба­за уст­ройств ин­те­граль­ной О. час­то вклю­ча­ет мик­ро­ла­зе­ры, в ко­то­рых в ка­че­ст­ве из­лу­чаю­щих цен­тров ис­поль­зу­ют­ся ге­те­ро­ст­рук­ту­ры с по­ни­жен­ной раз­мер­но­стью (кван­то­вые ямы, кван­то­вые про­во­ло­ки и кван­то­вые точ­ки). Ве­дут­ся раз­ра­бот­ки оп­ти­че­ско­го ком­пь­ю­те­ра.

С по­яв­ле­ни­ем ла­зе­ров даль­ней­шее раз­ви­тие по­лу­чи­ли оп­тич. даль­но­мет­рия (см. Све­то­даль­но­мер), оп­ти­че­ская ло­ка­ция и оп­ти­че­ская связь. Оп­тич. даль­но­ме­ры при­ме­ня­ют­ся в гео­де­зич. прак­ти­ке, при стро­ит. ра­бо­тах и др. Ме­то­да­ми оп­тич. ло­ка­ции бы­ло уточ­не­но рас­стоя­ние до Лу­ны, ве­дёт­ся сле­же­ние за ИСЗ; по ли­ни­ям ла­зер­ной оп­тич. свя­зи ве­дут­ся те­ле­фон­ные пе­ре­го­во­ры и пе­ре­да­ют­ся изо­бра­же­ния. Соз­да­ние во­ло­кон­ных све­то­во­дов с ма­лым за­ту­ха­ни­ем (см. Во­ло­кон­ная оп­ти­ка) по­влек­ло за со­бой прак­тич. раз­ра­бот­ки сис­тем ка­бель­ной оп­тич. свя­зи, имею­щей ряд пре­иму­ществ по срав­не­нию с элек­трич. про­вод­ной свя­зью. На­блю­дае­мые в во­ло­кон­ных све­то­во­дах не­ли­ней­ные эф­фек­ты, та­кие как па­ра­мет­рич. уси­ле­ние све­та, вы­ну­ж­ден­ное рас­сея­ние све­та (ком­би­на­ци­он­ное и Ман­дель­шта­ма – Брил­лю­эна), ус­пеш­но ис­поль­зу­ют­ся в соз­да­нии и раз­ра­бот­ке во­ло­кон­ных ла­зе­ров, уси­ли­те­лей и пре­об­ра­зо­ва­те­лей па­ра­мет­ров из­лу­че­ния. При оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях не­ли­ней­ные эф­фек­ты мо­гут быть ис­поль­зо­ва­ны для уве­ли­че­ния ско­ро­сти и даль­но­сти пе­ре­да­чи ин­фор­ма­ции. Осо­бо сле­ду­ет упо­мя­нуть пе­ре­да­чу ин­фор­ма­ции оп­тич. со­ли­то­на­ми – ла­зер­ны­ми им­пуль­са­ми, ко­то­рые за счёт не­ли­ней­ных и дис­пер­си­он­ных эф­фек­тов рас­про­стра­ня­ют­ся по све­то­во­ду без из­ме­не­ния фор­мы. 

Исторический очерк

Ещё в Древ­ней Гре­ции бы­ли от­кры­ты за­ко­ны пря­мо­ли­ней­но­го рас­про­стра­не­ния и от­ра­же­ния све­та (Ари­сто­тель, Пла­тон, Евк­лид). В сред­ние ве­ка ста­ли из­вест­ны эм­пи­рич. пра­ви­ла по­строе­ния изо­бра­же­ний, да­вае­мых лин­за­ми; ок. 1590 З. Ян­сен по­стро­ил пер­вый двух­лин­зо­вый мик­ро­скоп; в 1609 Г. Га­ли­лей изо­брёл те­ле­скоп. Точ­ные за­ко­ны пре­лом­ле­ния све­та экс­пе­ри­мен­таль­но ус­та­нов­ле­ны ок. 1620 В. Снел­лиу­сом и в 1637 Р. Де­кар­том. По­сле­дую­щей фор­му­ли­ров­кой Фер­ма прин­ци­па (1660) был за­вер­шён фун­да­мент по­строе­ния гео­мет­рич. оп­ти­ки.

Даль­ней­шее раз­ви­тие О. свя­за­но с от­кры­тия­ми ди­фрак­ции и ин­тер­фе­рен­ции све­та (Ф. М. Гри­маль­ди, опубл. в 1665), двой­но­го лу­че­пре­лом­ле­ния (Э. Бар­то­лин, 1669) и с ра­бо­та­ми И. Нью­то­на, P. Гу­ка и X. Гюй­ген­са. Нью­тон об­ра­тил вни­ма­ние на пе­рио­дич­ность све­то­вых яв­ле­ний и до­пус­тил воз­мож­ность их вол­но­вой ин­тер­пре­та­ции, но от­дал пред­поч­те­ние кор­пус­ку­ляр­ной кон­цеп­ции све­та, счи­тая его по­то­ком час­тиц, дей­ст­вую­щих на эфир. Дви­же­ни­ем све­то­вых час­тиц че­рез эфир пе­ре­мен­ной плот­но­сти и их взаи­мо­дей­ст­ви­ем с ма­те­ри­аль­ны­ми те­ла­ми, по Нью­то­ну, обу­слов­ле­ны пре­лом­ле­ние и от­ра­же­ние све­та, цве­та тон­ких плё­нок, ди­фрак­ция све­та и его дис­пер­сия. Нью­тон осоз­нал по­ля­ри­за­цию как «из­на­чаль­ное» свой­ст­во све­та, объ­яс­няе­мое оп­ре­де­лён­ной ори­ен­та­ци­ей све­то­вых час­тиц по от­но­ше­нию к об­ра­зуе­мо­му ими лу­чу. Гюй­генс по­ла­гал, что све­то­вое воз­бу­ж­де­ние есть им­пуль­сы уп­ру­гих ко­ле­ба­ний эфи­ра, рас­про­стра­няю­щие­ся с боль­шой, но ко­неч­ной ско­ростью. Пер­вое экс­пе­рим. оп­ре­де­ле­ние ско­ро­сти све­та про­из­вёл в 1675 О. Рё­мер. Наи­боль­шим вкла­дом Гюй­ген­са в О. яв­ля­ет­ся фор­му­ли­ров­ка Гюй­ген­са – Фре­не­ля прин­ци­па, а так­же объ­яс­не­ние двой­но­го лу­че­пре­лом­ле­ния. Од­на­ко Гюй­генс не раз­ра­бо­тал по­сле­до­ва­тель­ную вол­но­вую тео­рию све­та, ко­то­рая вы­дер­жа­ла бы про­ти­во­по­став­ле­ние воз­зре­ни­ям Нью­то­на.

Окон­ча­тель­ное ут­вер­жде­ние вол­но­вой О. свя­за­но с ра­бо­та­ми Т. Юн­га и О. Фре­не­ля. В 1801 Юнг сфор­му­ли­ро­вал прин­цип ин­тер­фе­рен­ции, по­зво­лив­ший ему объ­яс­нить цве­та тон­ких плё­нок (см. По­ло­сы рав­ной тол­щи­ны). Опи­ра­ясь на этот прин­цип, Фре­нель по-но­во­му ис­тол­ко­вал прин­цип Гюй­ген­са, дал удов­ле­тво­ри­тель­ное вол­но­вое объ­яс­не­ние пря­мо­ли­ней­но­сти рас­про­стра­не­ния све­та и объ­яс­нил мно­го­числ. ди­фрак­цион­ные яв­ле­ния. В опы­тах Фре­не­ля и Д. Ф. Ара­го бы­ло ус­та­нов­ле­но, что вол­ны, по­ля­ри­зо­ван­ные пер­пен­ди­ку­ляр­но друг дру­гу, не ин­тер­фе­ри­ру­ют; это да­ло ос­но­ва­ние вы­ска­зать идею о по­пе­реч­но­сти све­то­вых ко­ле­ба­ний, ис­хо­дя из ко­то­рой Фре­нель по­стро­ил тео­рию кри­стал­ло­оп­тич. яв­ле­ний. Т. о., все из­вест­ные к то­му вре­ме­ни оп­тич. яв­ле­ния по­лу­чи­ли вол­но­вую ин­тер­пре­та­цию. Де­таль­ная раз­ра­бот­ка пред­став­ле­ний о све­те как о по­пе­реч­ных уп­ру­гих ко­ле­ба­ни­ях эфи­ра при­во­ди­ла к не­об­хо­ди­мо­сти ис­кусств. тео­ре­тич. по­строе­ний (так, эфир на­де­лял­ся свой­ст­ва­ми твёр­до­го со­стоя­ния и в то же вре­мя до­пус­ка­лось, что в нём мо­гут сво­бод­но пе­ре­ме­щать­ся те­ла). Эти труд­но­сти бы­ли раз­ре­ше­ны при по­сле­до­ват. раз­ви­тии уче­ния Дж. К. Мак­свел­ла об элек­тро­маг­нит­ном по­ле. Ос­но­вы­ва­ясь на от­кры­тии М. Фа­ра­дея, Мак­свелл при­шёл к вы­во­ду, что свет – это элек­тро­маг­нит­ные, а не уп­ру­гие вол­ны.

Пер­вым ука­за­ни­ем на не­по­сред­ст­вен­ную связь элек­тро­маг­не­тиз­ма с О. бы­ло от­кры­тие М. Фа­ра­де­ем (1845) вра­ще­ния плос­ко­сти по­ля­ри­за­ции све­та в маг­нит­ном по­ле (Фа­ра­дея эф­фект). Да­лее бы­ло ус­та­нов­ле­но, что от­но­ше­ние элек­тро­маг­нит­ных и элек­тро­ста­тич. еди­ниц си­лы то­ка по аб­со­лют­ной ве­ли­чи­не и раз­мерно­сти сов­па­да­ет со ско­ро­стью све­та $c$ (В. Э. Ве­бер, Ф. Коль­ра­уш, 1856). Дж. К. Мак­свелл тео­ре­ти­че­ски по­ка­зал, а Г. Р. Герц в 1888 под­твер­дил экс­пе­ри­мен­таль­но, что из­ме­не­ния элек­тро­маг­нит­но­го по­ля рас­про­стра­ня­ют­ся в ва­куу­ме имен­но с этой ско­ро­стью. В про­зрач­ной сре­де ско­рость све­та $v=c/n=c/\sqrt{\varepsilon \mu}$, т. е. оп­ре­де­ля­ет­ся ди­элек­три­че­ской $\varepsilon$ и маг­нит­ной $\mu$ про­ни­цае­мо­стя­ми сре­ды. От­кры­тие в 1862 франц. фи­зи­ком Ф. Ле­ру ано­маль­ной дис­пер­сии све­та, свя­зан­ной с по­гло­ще­ни­ем све­та, при­ве­ло к пред­став­ле­нию о ве­ще­ст­ве как о со­во­куп­но­сти ос­цил­лято­ров, с ко­то­ры­ми взаи­мо­дей­ству­ет свет (нем. фи­зик В. Зель­мей­ер, 1872). В 1890-х гг. П. Дру­де, Г. Гельм­гольц и X. Ло­ренц при раз­ра­бот­ке элек­трон­ной тео­рии строе­ния ве­ще­ст­ва объ­е­ди­ни­ли идею об ос­цил­ля­то­рах и элек­тро­маг­нитную тео­рию све­та. Пред­став­ле­ние об элек­тро­нах как об ос­цил­ля­то­рах, ко­то­рые вхо­дят в со­став ато­мов и мо­ле­кул и спо­соб­ны со­вер­шать в них ко­ле­ба­ния, по­зво­ли­ло опи­сать мн. оп­тич. яв­ле­ния, в т. ч. нор­маль­ную и ано­маль­ную дис­пер­сии све­та. Под­твер­жде­ни­ем пред­став­ле­ний о том, что из­лу­че­ние и по­гло­щение све­та оп­ре­де­ля­ют­ся по­ве­де­ни­ем элек­тро­нов в ато­мах, яви­лось от­кры­тие в 1896 П. Зее­ма­ном и ис­тол­ко­ва­ние в 1897 Ло­рен­цем дей­ст­вия маг­нит­но­го по­ля на час­то­ты из­лу­че­ния и по­гло­ще­ния ато­мов (Зее­ма­на эф­фект). В пол­ном со­гла­сии с тео­ри­ей Мак­свел­ла ока­за­лась и ве­ли­чи­на дав­ле­ния све­та, из­ме­рен­ная П. Н. Ле­бе­де­вым в 1899. Элек­тро­маг­нит­ная тео­рия све­та ста­ла от­прав­ным пунк­том и при соз­да­нии от­но­си­тель­но­сти тео­рии. Пло­до­твор­ность клас­сич. элек­тро­ди­на­мич. тео­рии све­та Мак­свел­ла – Ло­рен­ца не­од­но­крат­но под­твер­жда­лась и в даль­ней­шем, напр. при ис­тол­ко­ва­нии И. Е. Там­мом и И. М. Фран­ком (1937) Ва­ви­ло­ва – Че­рен­ко­ва из­лу­че­ния, в вы­дви­же­нии Д. Га­бо­ром (1947) идеи го­ло­гра­фии (с за­пи­сью вол­но­во­го по­ля в од­ной плос­ко­сти), в раз­ра­бот­ке ори­ги­наль­но­го на­прав­ле­ния трёх­мер­ной голо­гра­фии, на­ча­ло ко­то­ро­му по­ло­жи­ли ра­бо­ты Ю. Н. Де­ни­сю­ка (1962).

Элек­тро­ди­на­мич. тео­рия, од­на­ко, ока­за­лась не­дос­та­точ­ной для опи­са­ния про­цес­сов по­гло­ще­ния и ис­пус­ка­ния све­та. М. Планк, ана­ли­зи­руя спек­тры из­лу­че­ния аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла, при­шёл к за­клю­че­нию (1900), что эле­мен­тар­ная ко­ле­ба­тель­ная сис­те­ма (атом, мо­ле­ку­ла) от­да­ёт вол­но­вую энер­гию элек­тро­маг­нит­но­му по­лю или по­лу­ча­ет её от не­го не не­пре­рыв­но, а пор­ция­ми, про­пор­цио­наль­ны­ми час­то­те ко­ле­ба­ний, – кван­та­ми. Ра­бо­ты План­ка и А. Эйн­штей­на (1905), ко­то­рый при­пи­сал кван­там кро­ме энер­гии так­же им­пульс и мас­су, вер­ну­ли О. мн. чер­ты кор­пус­ку­ляр­ных пред­став­ле­ний. Ин­тен­сив­ность элек­тро­маг­нит­но­го по­ля в кван­то­вой О. оп­ре­де­ля­ет ве­ро­ят­ность об­на­ру­же­ния фо­то­на, а струк­ту­ра по­ля от­ра­жа­ет кван­то­вую струк­ту­ру ан­самб­ля эле­мен­тар­ных из­лу­ча­те­лей (ато­мов, мо­ле­кул) и рас­пре­де­ле­ние ак­тов из­лу­че­ния во вре­ме­ни. Т. о., при со­хра­не­нии фи­зич. смыс­ла по­ля фо­то­ны, воз­ни­каю­щие при ак­тах ис­пус­ка­ния све­та и су­ще­ст­вую­щие толь­ко при дви­же­нии со ско­ро­стью све­та, при­об­ре­ли чер­ты ма­те­ри­аль­ных час­тиц. Пред­став­ле­ние о све­те как о по­то­ке фо­то­нов по­зво­ли­ло Эйн­штей­ну объ­яс­нить осн. за­ко­ны фото­эф­фек­та, впер­вые ис­сле­до­ван­ные А. Г. Сто­ле­то­вым в 1888–90, да­ло на­гляд­ное ис­тол­ко­ва­ние су­ще­ст­во­ва­нию ко­рот­ко­вол­но­вой гра­ни­цы в тор­моз­ном из­лу­че­нии элек­тро­нов, Ком­пто­на эф­фек­ту, от­кры­то­му в 1922, сто­ксо­ву сдви­гу час­то­ты из­лу­че­ния фо­то­лю­ми­нес­цен­ции, ком­би­на­ци­он­но­му рас­сея­нию све­та (от­кры­то­му в 1928 Л. И. Ман­дель­шта­мом и Г. С. Ланд­сбер­гом и не­за­ви­си­мо Ч. В. Ра­ма­ном и инд. фи­зи­ком К. С. Кри­шна­ном) и др. яв­ле­ни­ям взаи­мо­дей­ст­вия све­та с ве­ще­ст­вом.

В совр. О. кван­то­вые пред­став­ле­ния не про­ти­во­пос­тав­ля­ют­ся вол­но­вым, а со­че­та­ют­ся на ос­но­ве кван­то­вой ме­ха­ни­ки и кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ки. Кван­то­вая тео­рия по­зво­ли­ла дать ин­тер­пре­та­цию спек­трам ато­мов, мо­ле­кул и ио­нов, объ­яс­нить воз­дей­ст­вие элек­трич., маг­нит­ных и аку­стич. по­лей на спек­тры, ус­та­но­вить за­ви­си­мость ха­рак­те­ра спек­тра от ус­ло­вий воз­бу­ж­де­ния и т. д. При­ме­ром об­рат­но­го влия­ния О. на раз­ви­тие кван­то­вой тео­рии мо­жет слу­жить от­кры­тие собств. ме­ха­нич. мо­мен­та (спи­на) и свя­зан­но­го с ним собств. маг­нит­но­го мо­мен­та у элек­тро­на и др. час­тиц, по­влёк­шее за со­бой ус­та­нов­ле­ние Пау­ли прин­ци­па (1925) и ис­тол­ко­ва­ние сверх­тон­кой струк­ту­ры спек­тров (В. Пау­ли, 1928).

Наи­бо­лее важ­ное от­кры­тие О. 20 в. – раз­ра­бот­ка ме­то­дов ге­не­ра­ции вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния ато­мов и мо­ле­кул. Впер­вые по­ня­тие вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния ввёл А. Эйн­штейн в 1916. В 1940 рос. фи­зик В. А. Фаб­ри­кант ука­зал на воз­мож­ность его ис­поль­зо­ва­ния для на­блю­де­ния от­ри­ца­тель­но­го по­гло­ще­ния (уси­ле­ния) из­лу­че­ния. Вы­ну­ж­ден­но ис­пу­щен­ный фо­тон дуб­ли­ру­ет фо­тон, вы­звав­ший пе­ре­ход, и ес­ли име­ет­ся ак­тив­ная сре­да с ин­вер­си­ей на­се­лён­но­стей, этот про­цесс мо­жет мно­го­крат­но по­вто­рять­ся – про­ис­хо­дит уси­ле­ние на­чаль­но­го све­то­во­го по­то­ка. До­бав­ле­ние к та­ко­му кван­то­во­му уси­ли­те­лю оп­тич. об­рат­ной свя­зи пре­вра­ща­ет его в оп­тич. кван­то­вый ге­не­ра­тор (ла­зер). Пер­вые кван­то­вые ге­не­ра­то­ры (в сан­ти­мет­ро­вом диа­па­зо­не длин волн – ма­зе­ры) бы­ли соз­да­ны Ч. Х. Та­ун­сом (США) и не­за­ви­си­мо А. М. Про­хо­ро­вым и Н. Г. Ба­со­вым в 1954–55. В даль­ней­шем с ис­поль­зова­ни­ем разл. ме­то­дов по­лу­че­ния ин­верс­ной на­се­лён­но­сти бы­ли по­строе­ны ла­зе­ры на твёр­дых, жид­ких, га­зо­об­раз­ных и плаз­мен­ных сре­дах. При­ори­тет­ные ре­зуль­та­ты в об­лас­ти соз­да­ния ла­зе­ров на ге­те­ро­ст­рук­ту­рах бы­ли по­лу­че­ны Ж. И. Ал­фё­ро­вым. Боль­шой вклад в раз­ви­тие не­ли­ней­ной О. вне­сли Р. В. Хох­лов и С. А. Ах­ма­нов.

Изучите оптику с помощью онлайн-курсов и уроков

Что такое область оптики?

Оптика — это раздел физики, изучающий свойства света. Наука оптика включает исследования в области фотоники, волоконной оптики и даже рентгеновских лучей, поскольку они обладают теми же свойствами, что и световые волны. Оптические системы используются во многих областях исследований, и их свойства могут открыть новые продукты и методы в здравоохранении, энергетике и производстве. Ученые, изучающие источники света, иногда сосредотачиваются на физических свойствах света, но они также могут изучать экспериментальные поля квантовой оптики, чтобы объяснить поведение этих субатомных частиц.Когда свет распространяется, он ведет себя и как частица, и как волна. Световые лучи можно использовать и манипулировать ими для различных целей, включая очки, лазерные лучи или другие оптические инструменты. Даже цифровые камеры используют свет для создания изображений, а голограммы вскоре могут использовать свет, чтобы изменить то, как мы воспринимаем окружающую среду.

Узнайте об оптике

Попав в мир оптики, вы откроете для себя карьеру в различных областях, как в исследованиях, так и в разработке продуктов. Использование света для создания виртуальных изображений, изменения существующих изображений и создания новых продуктов, использующих свойства света.EdX.org предлагает курсы и сертификаты в области оптики в партнерстве с лидерами в этой области. У вас будет возможность изучить исследования и инновации, происходящие в этой области, в рамках подготовки к карьере. У вас будет возможность развить навыки, которые можно применить в исследованиях или карьере.

Курсы и сертификаты оптики

Массачусетский технологический институт предлагает довольно много курсов на платформе edX по материаловедению. В серии представлен обзор не только оптики, но и электромагнитных материалов.Вы узнаете о распространении света и поведении, например о преломлении. Учебники по оптическим процессам помогут вам лучше понять этот аспект материаловедения. Университет Райса предлагает более подробный обзор оптики в волнах и оптике. Он очерчивает волны на струнах, осцилляторы и электромагнитные волны. Это более глубокий обзор области, предназначенный для прохождения вводных курсов физики.

Сделайте карьеру с помощью оптики

Исследования и разработки используют свойства света для создания новых и быстрых продуктов.Поскольку наше визуальное восприятие зависит от интерпретации света, а свет ведет себя таким образом, чтобы раскрыть секреты более совершенных квантовых вычислений, знание основ оптики может помочь вам занять лидирующие позиции в этой области исследований. edX может помочь вам встать на путь понимания физики и материаловедения. Курсы, разработанные ведущими учебными заведениями, помогут вам развить опыт и сделать успешную карьеру.

Исследования | Колледж оптических наук

Колледж оптических наук Вайанта признан во всем мире своими инновационными и необычайно всеобъемлющими исследовательскими программами.Наши исследования охватывают широкий набор технологий и методов использования свойств и применения света, затрагивая практически все области науки и промышленности. Наш факультет новаторский и оформленный — и постоянно расширяет границы знаний в области оптики.

Посетите веб-сайты лабораторий и исследований факультета

Если вы преподаватель колледжа Вайант и хотите, чтобы ваш сайт был заполнен, заполните эту форму.

Список внутриуниверситетских и межвузовских инициатив, в которых участвует наш факультет, можно найти на странице Центры.

А за информацией о финансировании исследовательских проектов, пожалуйста, обратитесь в раздел «Поддержка» или свяжитесь с сотрудниками по контрактам и грантам.

Специальности

Оптическая инженерия

Инженеры-оптики исследуют и разрабатывают различные способы использования света с помощью таких инструментов, как линзы, спектрометры и интерферометры; они создают практические устройства, которые позволяют использовать свет.

Обзор последних достижений в оптической инженерии

Оптическая физика

Оптическая физика концентрируется на контроле, манипулировании и контроле электромагнитного излучения по отношению к материи, уделяя особое внимание открытию и применению новых явлений.Физики-оптики используют и разрабатывают источники света, охватывающие весь электромагнитный спектр от микроволн до рентгеновских лучей.

Последние новости оптической физики

Фотоника

Фотоника — это наука о двойственной природе света, в которой подчеркивается, что это и частица, и волна одновременно; он охватывает исследование и применение света от ультрафиолетового до инфракрасного.

Просмотр последних достижений в фотонике

Image Science

Image Science исследует способы определения, измерения и оптимизации качества изображения; он затрагивает и улучшает визуализацию всего: от здоровых костей до нестабильной атмосферы и тысячелетних геологических образований.

Последние новости науки об изображениях

Оптика

Оптика Оптика :

Оптика — это наука, занимающаяся генезисом и распространением свет, изменения, которые он претерпевает и производит, и другие явления, тесно с ней связанные. Есть две основные ветви оптика: физическая и геометрическая. Физическая оптика занимается прежде всего с природой и свойствами самого света. Геометрическая оптика имеет отношение к принципам, которые определяют формирование изображения свойства линз, зеркал и других устройств, использующих свет.Он также включает оптическую обработку данных, которая включает манипулирование информационным содержанием изображения, сформированного когерентные оптические системы.

Древние греки и арабы знали природу и свойства света. Основы оптики, однако не были созданы до 17 века. Вовремя в начале 1600-х годов Галилео Галилей построил первые телескопы, которые может использоваться для астрономических наблюдений. В 1650-х годах французы математику Пьеру де Ферма удалось вывести закон преломление от принципа, приписываемого греческому геометру Герою Александрия (I век н.э.), согласно которой отраженный свет проходит кратчайшее расстояние между двумя точками, совместимыми с встреча с отражающей поверхностью.К концу века голландцы математик-физик Христиан Гюйгенс представил механический объяснение отражения и преломления в его Traiti de la lumihre (1690; Трактат о свете). В той же работе он сформулировал теорию о природе света, в котором он связал свет с волновым движением. В 1704 г. Исаак Ньютон опубликовал свои «Оптики», в которые вошли всестороннее изучение преломления, дисперсии, дифракции и поляризация и теоретическое описание корпускулярной природы света (т.е., свет как состоящий из движущихся частиц). Ньютона взгляды, особенно его теория частиц света, стали доминировать научная мысль уже более века, полностью затмевая Вклад Гюйгенса.

В начале 1800-х годов Томас Янг, английский врач и физик, изучил явление интерференции и обнаружил, что это можно было бы объяснить, только если бы свет состоял из волн. Янга результаты, подтвержденные математическим анализом А.Дж. Френель из Франции возродил волновую теорию света.Этот концепция господствовала среди следующих нескольких поколений исследователи, в том числе британский физик Джеймс Клерк Максвелл, чья электромагнитная теория света (1864 г.) обычно считается главное достижение классической оптики. По мнению Максвелла теория, свет и различные другие формы лучистой энергии распространяются в виде электромагнитных волн, т. е. возмущений генерируется колебанием или ускорением электрического заряда и характеризуется временными и пространственными отношениями, связанными с с волновым движением.

Основы современной оптики были заложены введением квантовая теория на рубеже веков. Теория, предложенная в 1900 г. Макс Планк из Германии объяснил, что лучистая энергия испускается дискретными единицами или квантами. В 1905 году Альберт Эйнштейн расширил эту идею света и продемонстрировал, что в фотоэлектрический эффект, свет ведет себя так, как будто вся его энергия сконцентрированы в мельчайших частицах, позже названных фотонами. Эйнштейна открытие в сочетании с электромагнитной теорией привело к современное представление о том, что свет в определенных ситуациях ведет себя как волны и подобные частицы в других.Последующее развитие квантовой механика, в основном с 1925 по 1935 год, давала систематический объяснение этого фундаментального корпускулярно-волнового дуализма света.

Развитие физической оптики сопровождалось быстрым прогрессом в геометрическая оптика. Объективы достаточно высокого качества были выпускается для телескопов и микроскопов с конца 1700-х годов, а в 1841 г. немецкий математик Карл Фридрих Гаусс опубликовал свою влиятельный трактат по геометрической оптике. В нем он подробно описал понятие фокусного расстояния и сторон света линзовой системы и придуманы формулы для расчета положения и размера изображения формируется линзой с заданным фокусным расстоянием.Чуть больше десяти лет позже теоретическая работа Гаусса была распространена на расчет пять основных аберраций линзы (сферическая, кома, астигматизм, кривизна поля Пецваля и искажение), таким образом создание основы для формальных процедур проектирования линз, которые использовались в течение следующих 100 лет.

Два основных события: появление коммуникации и теории информации в 1950-х годах и изобретение лазера в Начало 60-х годов ознаменовало собой новую эру в оптике.Первоначальная связь между оптика и связь возникли из-за множества аналогий, которые существуют между двумя областями и из-за схожих математических методы, используемые для формального описания поведения электрических схемы и оптические системы. Это вызывает большую озабоченность, поскольку изобретение линзы как устройства формирования изображения всегда было описание оптической системы, формирующей изображение; Информация об объекте ретранслируется и представляется в виде изображения. В этом смысле, оптическую систему можно рассматривать как канал связи и анализируется как таковой.

Манипуляция содержанием изображения с помощью оптических системы, использующие когерентный свет (т.е. свет одной частоты или цвет, в котором все компоненты находятся в гармонии друг с другом) стал предметом серьезного изучения в 1950-х годах. Лазер предоставил идеальный инструмент для оптической обработки данных и связи. Это дало рост к значительным достижениям в голографии, двухступенчатый когерентный процесс формирования изображения, в котором создается промежуточная запись сложное оптическое поле, связанное с объектом.Заметный применение голографии в области оптической информации обработка — это хранение и поиск двоичных данных.

Кроме того, лазер оказался очень эффективным средством передача аудио и видео информации (например, телефон беседы и телепрограммы). Он превосходит обычный электронные передатчики по нескольким причинам. Поскольку частота лазерный свет заметно превосходит радиоволны, так как Например, лазерный луч может нести значительно больше информации.Кроме того, поскольку лазерный луч сильно направлен, он может передавать информацию с минимальными помехами и в течение длительного времени расстояния. В приложениях для дальней связи лазеры часто используется в сочетании с оптическими волокнами из стекла или пластик, позволяющий передавать лазерный свет от одного реле от станции до следующей почти без потерь энергии.

Выдержка из Британской энциклопедии без разрешения.

Оптика и лазеры Карьера | Американский институт физики

В целях набора персонала и поиска карьеры оптика и лазеры идут вместе из-за размера рынка лазеров.В 2004 году было продано примерно 131 000 лазеров и 733 миллиона диодных лазеров на сумму более 5 миллиардов долларов. С момента своего изобретения в 1960 году они стали повсеместными в супермаркетах сканеры штрих-кода и проигрыватели лазерных дисков. Есть работы с лазерами в медицине (косметическая и глазная хирургия), промышленности (резка и сварка), обороне (маркировка целей и защита от ракет) и научных исследованиях (спектроскопия и интерферометрия).

Карьера в оптической физике или инженерии означает знание поведения и свойств света, включая его взаимодействие с материей и его обнаружение приборами.С момента открытия, что свет представляет собой электромагнитное излучение, оптика в значительной степени рассматривалась в теоретической физике как подполе электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света и взаимодействия света с веществом. Геометрическая оптика и физическая оптика — это модели, которые описывают явления, игнорируя свойства света, несущественные для интересующей системы. Работа в области оптики может потребовать образования в области электротехники, психологии и медицины (особенно в офтальмологии и оптометрии).

Работа в области светотехники предполагает преднамеренное использование света для достижения эстетического или практического эффекта. Источники света включают искусственный свет от ламп, а также дневной свет из окон и световых люков. Искусственное освещение представляет собой основной компонент энергопотребления, на который приходится значительная часть всей энергии, потребляемой во всем мире. Карьера в фотонике означает работу над генерацией, излучением, передачей, модуляцией, обработкой сигналов, переключением, усилением, обнаружением и зондированием света.Поскольку в фотонике существует так много возможностей трудоустройства, это можно рассматривать как отдельный карьерный путь.

Карьера в оптоэлектронике требует понимания квантово-механических эффектов света на полупроводниковых материалах. Оптоэлектроника — это исследование и применение электронных устройств, которые производят, обнаруживают и управляют светом. В этом контексте свет часто включает невидимые формы излучения, такие как гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, помимо видимого света. Оптоэлектронные устройства — это преобразователи из электрического в оптический или из оптического в электрический, или инструменты, которые используют такие устройства в своей работе.Есть рабочие места в разработке и производстве устройств, использующих фотоэлектрический или фотоэлектрический эффект. К таким устройствам относятся фотодиоды (в том числе солнечные элементы), фототранзисторы, фотоумножители и элементы для интегрально-оптических схем (ИОС). Явление фотопроводимости используется в фоторезисторах и устройствах формирования изображений с зарядовой связью. Явление, лежащее в основе лазеров, — это вынужденное излучение.

Щелкните ссылку, чтобы просмотреть наши вакансии в области оптики и лазеров

Виды оптики в физике

Типы оптики

Оптика — это часть физики, отвечающая за изучение света и связанных с ним явлений.Поскольку свет проявляет двойное поведение, которое можно рассматривать как волну или частицу, в основном существует два типа оптики:

• Физическая оптика — при учете волновой природы света.
• Геометрическая оптика — когда свет рассматривается как частица, и его исследования основаны на концепции световых лучей, обеспечивая геометрическую модель света.

Важные определения геометрической оптики
Поскольку основное внимание в этом тексте уделяется только геометрической оптике, прежде чем мы узнаем ее принципы, давайте рассмотрим некоторые важные определения:
Световые лучи — это отрезки прямых линий, которые представляют направление и направление распространения свет.Их могут выдавать два типа источников:

• Первичные источники : излучающие собственный свет, например солнце, пламя свечи или лампы.
• Вторичные источники : отражающие свет, который они получают от первичного источника, такого как луна, отражающая свет, который они получают от солнца, или книга, которую можно увидеть, только если она отражает свет, получаемый от лампы. .

Источники света можно также классифицировать по размеру:

• Обширные источники: , когда они имеют значительные размеры по сравнению с размерами освещаемого объекта.Например, лампочка возле книги.
• Точечные источники: , если размеры источника света считаются незначительными по отношению к освещаемому объекту.

Набор световых лучей образует луч света. Свет, излучаемый точечным источником, распространяется во всех направлениях, поэтому его называют расходящимся пучком световых лучей. Когда лучи параллельны, как в случае света, испускаемого фонариком, мы говорим, что луч света сходится.
Принципы геометрической оптики
Геометрическая оптика использует три принципа для объяснения световых явлений.

Первый называется Принципом прямолинейного распространения света и гласит, что:
«Неоднородные и прозрачные среды, свет распространяется по прямой линии».

Этот принцип объясняет несколько явлений, таких как геометрическое сходство между тенью и объектом, который ее производит, в дополнение к образованию полутени и затмений.

Второй принцип геометрической оптики — это независимость световых лучей, который имеет следующее утверждение:
«Когда два или более световых луча пересекаются, один не влияет на распространение другого.”

Наконец, третий принцип — обратимость световых лучей:

«Путь, по которому светит свет, не зависит от его направления распространения».
Geometrical Optics отвечает за изучение различных физических концепций, включая формирование тени, мрака и затмения; отражение и преломление света, а также формирование изображения в зеркалах, линзах и оптических приборах.

Связанные темы:

• Laser Action
  • Лазер
  • Лазеры газовые
  • Лазеры на легированных изоляторах
  • Полупроводниковые лазеры
  • Лазеры на красителях
  • Лазеры на твердом диэлектрике

Чтобы узнать больше о физике, посетите наш: Домашняя страница

Молекулярных выражений: наука, оптика и вы — хронология

Пионеры оптических наук

С самых первых дней в Александрии (около 300 г. до н.э.), когда Евклид описал законы отражения в Optica , наука об оптике очаровывала и бросала вызов наиболее блестящим умам общества.Первые пионеры в оптике с трудом добрались до звезд, поскольку они разработали грубые линзы и зеркала для своих телескопов, в то время как другие исследователи сосредоточились на скрытом микроскопическом мире с помощью сложных оптических систем, страдающих аберрациями, которые мешали ранним микроскопам.

Сегодня миллионы людей с ослабленным зрением должны быть благодарны этим пионерам за очки, контактные линзы и другие достижения, которые возникли в результате инноваций, появившихся еще в 1303 году, когда французский врач Бернар Гордон написал об использовании линз. очки как средство коррекции дальнозоркости (гиперметропии).От самых первых составных микроскопов, позволяющих анатомам описывать свойства клеток крови, до современных электронных и сканирующих лазерных конфокальных микроскопов и космического телескопа Хаббл НАСА, наука об оптике помогла нам понять окружающий мир, наши тела и болезни. мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни.

Будь то мгновенные фотографии Polaroid, солнцезащитные очки, одноразовые контактные линзы, повсеместное распространение телевидения, видео или новейшие компакт-диски, волоконно-оптическая связь и цифровые камеры — все мы пожинаем урожай семян, посеянных пионерами в оптических науках.Этим героям дань дань уважения в кратких биографиях, в которых признаются их огромные достижения и то, как они повлияли на нашу цивилизацию.

Эрнст Аббе (1840–1905) — Эрнст Аббе был блестящим немецким математиком и физиком, внесшим несколько важнейших вкладов в создание линз для оптической микроскопии. Аббе изучал физику и математику на бакалавриате в Йенском университете и поступил в аспирантуру в Гттингенском университете, где получил степень доктора термодинамики.В 1863 году Аббе поступил на факультет Йенского университета, где преподавал физику. Он познакомился с Карлом Цейссом в 1866 году и очень заинтересовался оптическими проблемами, связанными с микроскопией середины девятнадцатого века. Вместе с Zeiss Аббе сформировал партнерство, и в конце 1866 года он стал директором по исследованиям Zeiss Optical Works, а после смерти Цейсса в 1888 году взял на себя управление компанией.

Сэр Джордж Бидделл Эйри (1801-1892) — Сэр Джордж Эйри был выдающимся английским королевским астрономом XIX века, который провел оптические исследования и первым обратил внимание на визуальный дефект астигматизма.Эйри изготовил первые корректирующие очки (1825 г.) с цилиндрическими линзами, которые используются до сих пор. Дифракционные диски, носящие его имя (диски Эйри), были обнаружены в сферическом центре волнового фронта, проходящего через круглую апертуру. Эти дифракционные картины образуют наименьшую единицу, составляющую изображение, тем самым определяя пределы оптического разрешения.

Альхазен (965-1040) — Родившийся в Ираке как Абу Али Хасан ибн аль-Хайтам, великий арабский физик чаще известен по латинизированной версии своего имени Альхазен.Усилиями Альхазена было создано более ста произведений, самой известной из которых была Китаб-аль-Манадхирн , переведенная на латынь в средние века. Перевод книги по оптике оказал большое влияние на науку западного мира, особенно на работы Роджера Бэкона и Иоганна Кеплера. Важное наблюдение в работе противоречило убеждениям многих великих ученых, таких как Птолемей и Евклид. Альхазен правильно предположил, что глаза пассивно воспринимают свет, отраженный от объектов, а не сами излучают световые лучи.

Роберт Дэй Аллен (1927-1986) — Роберт Дэй Аллен был известным микроскопистом, выдающимся исследователем процессов клеточной подвижности и соавтором контрастной микроскопии с видеоусилением ( (VEC) ), которая представляет собой модификация традиционной формы дифференциально-интерференционной контрастной ( DIC ) микроскопии. Вместе с Жоржем Номарски и Г. Б. Дэвидом, Аллен помог компании Carl Zeiss Optical Company разработать дифференциальный интерференционный микроскоп Номарского для применений в проходящем свете.В отличительной статье, опубликованной в номере Zeitschrift fr wissenschaftliche Mikroskopie und mikroskopische Technik , Аллен и его коллеги определили основные принципы техники ДИК и интерпретации изображений.

Джованни Баттиста Амичи (1786-1863) — Джованни Амичи был итальянским микроскопистом, астрономом, конструктором оптических инструментов и ботаником, известным прежде всего как изобретатель ахроматических линз. задняя фокальная плоскость объектива, называемая линзой Амичи-Бертрана.В 1850 году он также изобрел линзу для погружения в воду.

Андерс Йнс Нгстрм (1814–1874) — Андерс Нгстрем был шведским физиком, математиком и астрономом, которого многие считают отцом спектроскопии. В своем исследовании ngstrm выразил результаты в единице (одна десятимиллионная миллиметра), которая теперь носит его имя.

Доминик-Франсуа-Жан Араго (1786-1853) — В 1811 году Араго в сотрудничестве с Огюстен-Жаном Френелем обнаружил, что два луча света, поляризованные в перпендикулярных направлениях, не мешают друг другу, что в конечном итоге привело к развитию поперечной теория световых волн.Араго также сыграл важную роль в успехе и финансировании фотографического процесса Луи-Жака-Мана Дагера, известного как дагерротип , и руководил исследованиями, которые непосредственно привели к открытию местоположения Нептуна Урбен-Жан-Жозефом Леверье.

Жак Бабине (1794-1872) — Жак Бабине был французским физиком, математиком и астрономом, родившимся в Лузиньяне, наиболее известным своим вкладом в оптику. Среди достижений Бабине — стандартизация в 1827 году прибора ngstrm для измерения света с использованием длины волны красной линии кадмия и принцип (носящий его имя), согласно которому аналогичные дифракционные картины создаются двумя дополнительными экранами.

Роджер Бэкон (1214-1294) — Роджер Бэкон был английским философом-схоластом, которого также считали ученым, потому что он настаивал на наблюдении за собой, а не на том, что написали другие люди. Труды Бэкона включали трактаты по оптике (тогда называемой перспективой), математике, химии, арифметике, астрономии, приливам и реформированию календаря. Благодаря его навыкам использования оптических и механических инструментов многие считали его колдуном.Бэкон был знаком со свойствами зеркал, знал силу пара и пороха, имел практические знания в области микроскопии и имел инструмент, очень похожий на современный телескоп.

Генри Бейкер (1698-1774) — Генри Бейкер был английским натуралистом восемнадцатого века, поэтом и пионером образования для глухих и детей с дефектами речи. Хотя он не внес значительного вклада в области научных исследований, он внес значительный вклад в популяризацию и распространение научных знаний.Его особый интерес вызвала микроскопия. Бейкер опубликовал две книги о микроскопах, которые были широко популярны благодаря переводам на голландский и французский языки.

Даниэль Барбаро (1514-1570) — Даниэль Барбаро был итальянским дворянином, который поощрял использование камеры-обскуры в художественных целях. Однако к тому времени, когда он адаптировал эту технику, камера камеры-обскуры, как правило, представляла собой простую коробку, а не целую комнату. Барбаро перевел десять книг по архитектуре, написанных знаменитым римским инженером Витрувием, и написал свою собственную работу «La pratica della perspettiva» («Практика перспективы»), которая была опубликована в 1568 году.

Фридрих Иоганн Карл Беке (1855-1931) — Фридрих Иоганн Карл Беке был австрийским геологом, минералогом и петрологом из Пражского университета, который разработал метод определения взаимосвязи между преломлением света и различиями в показателях преломления, наблюдаемыми на микроскопических образцах. . Явление, которое теперь называют формированием линий Беке , было названо в его честь.

Макс Берек (1886-1949) — Макс Берек был немецким физиком и математиком, связанным с фирмой Э.Лейтца, который разработал широкий спектр оптических инструментов, в частности, для микроскопии в поляризованном свете и несколько инновационных объективов для фотоаппаратов. Профессор Берек считается изобретателем системы линз камеры Leica на их заводе в Вецларе.

Жан-Батист Био (1774-1862) — Жан-Батист Био был физиком и математиком, добившимся успехов в геометрии, астрономии, упругости, магнетизме, теплоте и оптике. За свою работу по поляризации света, проходящего через химические растворы, Био получил медаль Рамфорда от Королевского общества в 1840 году.Био также работал с Феликсом Саваром, чтобы обнаружить, что напряженность магнитного поля, создаваемого проводом, по которому проходит электрический ток, обратно пропорциональна расстоянию от провода. Взаимосвязь, теперь называемая законом Био-Савара , является элементарной составляющей современной электромагнитной теории.

Александр Эдмон Беккерель (1820-1891) — Во время своих исследований природы флуоресценции и фосфоресценции Беккерель изобрел люминофор , устройство, способное измерять продолжительность времени между воздействием твердого вещества, жидкости или газа. к источнику света и проявлению фосфоресценции вещества.С помощью фосфороскопа физик смог более точно определить, проявляют ли определенные материалы фосфоресценцию или флуоресценцию. Фосфороскоп также позволил Беккерелю обнаружить фосфоресценцию в ряде материалов, которые ранее не считались проявляющими такой эффект.

Джон С. Биллингс (1838-1913) — подполковник Джон С. Биллингс в течение десяти лет с 1883 по 1893 год был куратором Медицинского музея армии США.В то время он инициировал сборку микроскопов, ставших одной из крупнейших в мире коллекций. Эта коллекция была начата в 1874 году предшественником полковника Биллингса, подполковником Джорджем А. Отисом, офицером армейской медицины, который приобрел несколько исторических микроскопов у производителя инструментов в Филадельфии. Посетители Вашингтона могут увидеть многие микроскопы из коллекции Биллингса в Национальном музее здоровья и медицины в армейской больнице Уолтера Рида.

Нильс Бор (1885-1962) — Основываясь на работе Эрнеста Резерфорда о ядре, Бор разработал новую теорию атома, которую он завершил в 1913 году.В работе предполагалось, что электроны перемещаются только по определенным орбитам и что любой атом может существовать только в дискретном наборе стабильных состояний. Бор далее считал, что внешние орбиты, которые могут содержать больше электронов, чем внутренние, определяют химические свойства атома, и предположил, что атомы испускают световое излучение, когда электрон перескакивает с внешней орбиты на внутреннюю. Хотя изначально к теории Бора относились скептически, она принесла ему Нобелевскую премию по физике в 1922 году и в конечном итоге была расширена другими физиками до квантовой механики.

Джованни Борелли (1608-1679) — Родившийся как Джованни Франческо Антонио Альфонсо в Неаполе, Италия, 28 июля 1608 года, сын испанского пехотинца должен был стать великим математиком и физиком, позже сменив фамилию на Борелли. Искусный микроскопист, Борелли посвятил себя сохранению и развитию галилейской традиции изучения природы и наиболее известен своими исследованиями в области физиологии. В 1681 году Борелли посмертно опубликовал работу, в результате которой его назвали отцом биомеханики .Его физиологические исследования были основаны на твердых механических принципах, которые включали анализ мышц и математическую иллюстрацию движений, таких как бег и прыжки.

Сэвил Брэдбери (1931-2001) — Сэвил Брэдбери, известный английский микроскопист, опубликовал свою первую статью в 1955 году, и еще более 80 последовали за ним до конца своей карьеры. Он также является автором или соавтором 13 книг, многие из которых являются ключевыми для научного сообщества. Благодаря таким работам, как The Evolution of the Microscope (1967), An Introduction to the Optical Microscope (1989), и Introduction to Light Microscopy (1998), Брэдбери был пионером усилий по сохранению истории микроскопии и познакомить с этой областью новое поколение ученых.Он также был талантливым лектором и своими образовательными и интересными презентациями достиг тысяч развивающихся умов.

Джеймс Брэдли (1693-1762) — Джеймс Брэдли был английским астрономом, наиболее известным своим открытием аберрации звездного света. Это открытие стало важным доказательством, подтверждающим теорию Коперника о том, что Земля движется вокруг Солнца, и предоставило альтернативный способ оценки скорости света. Когда Эдмунд Галлей умер в 1742 году, Брэдли был назначен его преемником на посту королевского астронома Гринвичской обсерватории.Он занимал влиятельное положение до конца своей жизни, значительно улучшив состояние обсерватории и содержащихся в ней инструментов.

Уильям Генри Брэгг (1862-1942) — Сэр Уильям Генри Брэгг был известным британским физиком и президентом Королевского общества, имевшим многочисленные исследовательские интересы, но работа, которая принесла ему звание одного из великих лидеров науки, была его работой. исторические достижения в рентгеновской кристаллографии. Работая со своим сыном Уильямом Лоуренсом Брэггом, он разработал метод бомбардировки монокристаллов высокоэнергетическим рентгеновским излучением, испускаемым специально сконструированными электронными лампами.Изучая структуру рентгеновских лучей, дифрагированных различными кристаллами, Брэгг и его сын смогли установить некоторые фундаментальные математические отношения между атомной кристаллической структурой и ее дифракционной картиной. За это достижение Уильям Генри Брэгг и Уильям Лоуренс Брэгг были удостоены Нобелевской премии по физике в 1915 году.

Тихо Браге (1546-1601) — Тихо Браге был датским астрономом, который делал самые точные наблюдения без помощи телескопа.11 ноября 1572 года он заметил новую яркую звезду около Кассиопеи и изучал ее в течение следующих 18 месяцев. Браге был удивлен, обнаружив, что звезда, казалось, была дальше, чем Луна, и что ее яркость увеличивалась, прежде чем постепенно исчезнуть из поля зрения. Это событие было чрезвычайно значительным, потому что оно было бы невозможным, если бы аристотелевская концепция гармоничной и неизменной вселенной была правильной. Браге попытался изменить теорию Птолемея, чтобы она совпала с его наблюдениями, и предложил систему Тихона, в которой Земля оставалась неподвижной, но Солнце служило вторичным центром.Хотя это была интересная попытка найти компромисс между двумя совершенно разными точками зрения, система Tychonic так и не получила особой поддержки.

Сэр Дэвид Брюстер (1781-1868) — Сэр Дэвид Брюстер был шотландским физиком, который изобрел калейдоскоп, значительно улучшил стереоскоп и открыл явление поляризации света, отраженного под определенными углами. В своих исследованиях поляризованного света Брюстер обнаружил, что когда свет падает на отражающую поверхность под определенным углом (теперь известный как угол Брюстера), свет, отраженный от этой поверхности, имеет плоскую поляризацию.Он выяснил простую взаимосвязь между углом падения светового луча и показателем преломления отражающего материала.

Луи де Бройль (1892-1987) — За свою долгую и выдающуюся карьеру де Бройль работал над различными аспектами волновой механики и опубликовал большое количество научных трактатов. Он также преподавал теоретическую физику в Сорбонне в Париже и написал несколько книг, исследующих взаимосвязь между физикой и философией.Помимо Нобелевской премии, де Бройль получил множество других наград, в том числе ряд почетных докторских степеней, назначение советником французского комиссариата по атомной энергии и избрание во Французскую академию наук и Британское королевское общество. .

Жорж де Бюффон (1707-1788) — урожденный Жорж-Луи Леклерк, естествоиспытатель восемнадцатого века, математик и ученый, который первым внес кардинальные изменения в конструкцию линз, используемых в маяках, часто более известен как Жорж де Бюффон. имя, связанное с имением, которое он унаследовал от своей матери, когда ему было около 25 лет.Его метод создания вогнутых зеркал продолжает использоваться и в наше время, и одним из его изобретений было специальное зеркало, которое можно было использовать в качестве оружия, интенсивно фокусируя солнечный свет на легковоспламеняющихся объектах.

Роберт Вильгельм Бунзен (1811-1899) — Роберт Бунзен сегодня больше всего знаком с учеными по горелке Бунзена , устройству, которое можно найти в учебных химических лабораториях по всему миру. По иронии судьбы, Бунзен внес лишь незначительные изменения в знакомую горелку, а не изобрел ее, и внес гораздо более важный вклад в науку.Действительно, в работе, которую он выполнял с Густавом Кирхгофом, Бунзен помог заложить основы спектроскопии , области, которая оказала огромное влияние на современное понимание мира.

Джироламо Кардано (1501–1576) — Джироламо Кардано был математиком и врачом шестнадцатого века, который внес важные изменения в конструкцию камеры-обскуры. Самыми популярными его работами при его жизни были De subtilitate libri , опубликованные в 1550 году, и его последующие De subtilitate rerum , опубликованные в 1557 году.Работы охватывали широкий круг тем и содержали естественную историю, анекдоты, физические эксперименты и изобретения. Именно в De subtilitate libri Кардано внес свой основной вклад в оптику. В своей работе он описал использование двояковыпуклой линзы в сочетании с камерой-обскурой, что является самым ранним из известных упоминаний о такой конструкции. Он также включил подробные описания улучшенных изображений, которых он смог добиться с помощью конфигурации, которая повысила как резкость, так и интенсивность.

Клод Шапп (1763–1805) — Клод Шапп был инженером и священнослужителем, который изобрел устройство, известное как семафорный визуальный телеграф, оптическая сигнальная система, особенно важная во время Французской революции. В августе 1794 года семафорный визуальный телеграф Шаппа менее чем за час передал новость о том, что республиканская армия отбила Конд-сюр-л’Эско у австрийцев, что заняло бы около суток, если бы ее доставили курьером. верхом.Система была признана успешной, и вскоре была проложена еще одна линия между Парижем и Ландау, другие последовали в последующие годы.

Павел Алексеевич Черенков (1904-1990) — В 1958 году Павлу Черенкову была присуждена Нобелевская премия по физике за открытие и описание эффекта Черенкова, оптического явления, которое возникает, когда заряженные частицы движутся со скоростью, превышающей скорость свет. Сегодня эффект Черенкова считается бесценным для области спектроскопии, а также для изучения космических лучей и других высокоскоростных частиц. Черенковские счетчики , которые представляют собой специализированные инструменты, которые могут измерять скорость частиц с помощью света, испускаемого черенковским излучением, получили широкое распространение среди ученых-экспериментаторов, изучающих физику элементарных частиц и ядерную физику.

Николай Коперник (1473-1543) — Возможно, понимая, какими могут быть последствия открытого противодействия давним убеждениям и стандартной церковной доктрине, Николай Коперник отложил публикацию своего полного собрания работ, поддерживающих гелиоцентрическую теорию, более чем на тридцать лет .Молодой ученый Георг Иоахим Ретикус, который жил с Коперником в период между 1539 и 1542 годами, сыграл важную роль в продвижении проекта. Именно под его именем в 1540 году был опубликован краткий отчет о гелиоцентрической теории Коперника, известный как Narratio Prima .

Мари Альфред Корню (1841–1902) — Корню внес большой вклад в области оптики и спектроскопии, но наиболее известен тем, что значительно повысил точность современных вычислений скорости света.В 1878 году Корню внес изменения в более ранний метод измерения скорости света, разработанный Арманом Физо в 1840-х годах. В результате внесенных изменений и усовершенствованного оборудования получено самое точное на тот момент измерение — 299 990 км в секунду. Другие важные достижения Корню включают фотографическое исследование ультрафиолетового излучения и создание графического метода, известного как спираль Корню , для расчета интенсивности света при дифракции Френеля.

Луи-Жак-Ман Дагер (1787-1851) — Луи-Жак-Ман Дагер, родившийся недалеко от Парижа, Франция, 18 ноября 1787 года, стал одновременно художником и изобретателем первой успешной формы фотографии.Как художник, Дагер был заинтересован в создании реалистичных визуализаций и использовал камеру-обскуру, чтобы помочь своим усилиям. В надежде упростить процесс, он был заинтригован идеей постоянной химической фиксации изображения, как и многие другие в тот период. Работая с Жозефом-Нисефором Ньепсом, Дагер разработал фотографический процесс, получивший название дагерротип , который в течение ограниченного времени в середине 1800-х годов широко использовался в Европе.

Леонардо да Винчи (1452-1519) — Леонардо да Винчи был художником, скульптором, архитектором, инженером, ученым и гением, который лучше всего представлял идеалы эпохи Возрождения.Да Винчи был великим инженером и изобретателем, который проектировал здания, мосты, каналы, форты и боевые машины. Он также увлекался птицами и полетами и рисовал фантастические летательные аппараты. Да Винчи также был заинтригован изучением оптики, провел обширные исследования и сделал рисунки о природе света, отражений и теней. Хотя Гансом Липперши изобрел первый телескоп только спустя 100 лет, да Винчи осознал возможность использования линз и зеркал для наблюдения за небесными телами.Да Винчи был одним из величайших художников всех времен. «Тайная вечеря» и «Мона Лиза» — две из его самых известных картин.

Рен Декарт (1596-1650) — Рен Декарт часто называют отцом современной философии за его революционный прорыв из аристотелевской мысли. Вместо этого он попытался установить дуалистическую систему, основанную на четком различии между умом, происхождением мысли и материей. Его, пожалуй, чаще всего помнят за его философское заявление: « Cogito, ergo sum » (я думаю, следовательно, я).Однако, помимо своих многочисленных философских размышлений, Декарт внес значительный вклад в математику и науки, включая оптику.

Джон Доллонд (1706-1761) — Джон Доллонд был британским производителем телескопов, который запатентовал открытие ахроматической линзы в середине восемнадцатого века. Открытие ахроматических линз из кремня и коронного стекла ознаменовало новую эру для производителей телескопов, но то же самое не относилось к микроскопам. Это в первую очередь связано с техническими трудностями в производстве крошечных ахроматических составных линз, необходимых для объективов микроскопов.История ахроматической линзы полна противоречий, потому что широко распространено мнение, что Доллонд не был изобретателем ахроматической линзы, а узнал о ее свойствах от производителя линз Джорджа Басса.

Кристиан Доплер (1803-1853) — Кристиан Иоганн Доплер был физиком и математиком девятнадцатого века, которого чаще всего помнят за открытие эффекта Доплера , который занимает центральное место в современных представлениях о звуке и свете.Доплер впервые продемонстрировал это явление на группе музыкантов, путешествующих в открытом железнодорожном вагоне, но не смог успешно доказать теорию для частот видимого света. Однако с тех пор эффект Доплера оказался бесценным для астрономических наблюдений, проложив путь к множеству новых научных открытий и концепций. В частности, обнаруженные таким образом движения звезд привели к развитию теории создания большого взрыва.

Джордж Истман (1854-1932) — Джордж Истман с самого начала произвел революцию в области фотографии, упростив процесс и сделав его доступным для широких масс.В 1884 году он запатентовал пленку в мягкой обложке, и вскоре последовали держатели рулонов для использования с этим материалом. Новая фотографическая система сразу же стала успешной, но компания Eastman стремилась охватить еще более широкую потребительскую базу. Ему пришла в голову идея продать предварительно загруженную камеру, которую отправили обратно в компанию для разработки и печати, чтобы сделать фотографию возможной даже для любителей. В 1888 году первая камера Kodak была готова к продаже, и компания Eastman разместила рекламу в ведущих периодических изданиях, широко представив фотографию широкой публике.

Томас Альва Эдисон (1847-1931) — Томас Эдисон был американским изобретателем, который добился наибольших успехов в своей лаборатории в Менло-Парке и был назван «Волшебником Менло-Парка». Эта лаборатория исследований и разработок была первой в своем роде в мире; он стал образцом для более поздних современных научно-исследовательских центров, таких как Bell Laboratories. Именно в этот период его жизни Эдисон и его сотрудники были ответственны за многие изобретения и инновации.Эдисону было выдано больше патентов, чем любому другому человеку в истории Соединенных Штатов, всего 1093 патента. Эдисон, пожалуй, наиболее известен своим изобретением лампы накаливания.

Альберт Эйнштейн (1879-1955) — Альберт Эйнштейн был одним из величайших и самых известных научных умов 20-го века. Выдающегося физика лучше всего помнят за его теории относительности, а также за его революционное представление о природе света.Однако его новаторские идеи часто неправильно понимали, и его часто высмеивали за его активное участие в политике и социальных вопросах. Рождение Манхэттенского проекта установило неумолимую связь между именем Эйнштейна и атомным веком. Однако Эйнштейн не принимал участия ни в одном из атомных исследований, вместо этого предпочитая сосредоточиться на способах предотвращения использования бомб в будущем, таких как формирование мирового правительства.

Евклид (325–265 гг. До н.э.) — Хотя его математическая репутация часто омрачает его, Евклид является центральной фигурой в истории оптики.Он написал подробное исследование явления видимого света в Optica , самом раннем из сохранившихся трактатов об оптике и свете в западном мире. В своей работе Евклид поддерживает платоническую традицию, согласно которой зрение вызывается лучами, исходящими от глаза, но также предлагает анализ восприятия глазом удаленных объектов и определяет законы отражения света от гладких поверхностей. Optica считалась очень важной для астрономии и часто включалась как часть сборника ранних греческих работ в этой области.Переведенная на латынь рядом писателей в период средневековья, эта работа приобрела новую актуальность в пятнадцатом веке, когда она подкрепила принципы линейной перспективы.

Леонард Эйлер (1707-1783) — Леонард Эйлер наиболее известен как плодовитый математик, но он также внес заметный вклад в оптику и астрономию. В оптике Эйлер вступил в дебаты о природе света и утверждал, вопреки более популярной в то время точке зрения, что свет не состоит из частиц.Вместо этого теория света Эйлера была основана на существовании эфира , который, как он считал, служил всепроникающей средой для световых колебаний. Большая часть работ Эйлера по свету была опубликована в трехчастном труде Dioptrica , первый том которого был опубликован в 1769 году. В Dioptrica обсуждаются свойства линз, основы для расчета установлены оптические системы, даны описания микроскопов и телескопов.

Майкл Фарадей (1791-1867) — Когда Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в семье кузнеца в графстве Суррей, Англия, мало кто ожидал, что он станет одним из самых влиятельных ученых XIX века. Еще до завершения своей карьеры Фарадею удалось открыть ароматический углеводородный бензол, построить первый электродвигатель, а его исследования породили обширную область криогеники. Он также изобрел трансформатор и динамо-машину, а затем установил принцип электромагнитной индукции в 1831 году для объяснения своих экспериментальных результатов.К 1832 году Фарадей также открыл законы электролиза, носящие его имя. В 1845 году Фарадей начал изучать влияние магнитных полей на плоскополяризованные световые волны и обнаружил, что плоскость вибрации вращается, когда световой путь и направление приложенного магнитного поля параллельны, явление, теперь известное как Фарадея. эффект . В своих попытках доказать, что вся материя реагирует на магнитную силу, Фарадей установил классы материалов, известных как парамагнетики и диамагнетики, и в конечном итоге произвел революцию в современных представлениях о пространстве и силе.

Пьер де Ферма (1601-1665) — Пьер де Ферма был юристом по профессии, но обладал одним из величайших математических умов семнадцатого века. Он внес значительный вклад в геометрическую оптику, современную теорию чисел, теорию вероятностей, аналитическую геометрию и обычно считается отцом дифференциального исчисления . Используя свой метод определения минимумов и максимумов, Ферма установил то, что обычно называют принципом наименьшего времени в 1658 году.Согласно этому принципу, луч света, проходящий между двумя точками, будет следовать по пути, для прохождения которого требуется самое короткое время. Из принципа наименьшего времени можно вывести закон преломления и закон отражения. Однако будущие ученые продемонстрировали, что принцип Ферма был неполным или верным лишь частично.

Арман Физо (1819-1896) — Арман Физо известен прежде всего тем, что он первым разработал надежный экспериментальный метод определения скорости света на Земле.Ранее скорость света измерялась на основании астрономических явлений. Физо также провел эксперименты, которые продемонстрировали, что скорость света постоянна, независимо от движения среды, через которую он проходит. Ранее было установлено, что свет распространяется с разной скоростью через разные среды, но до открытия Физо считалось, что если среда находится в движении, скорость света будет увеличиваться за счет движения среды.

Жан-Бернар-Леон Фуко (1819-1868) — Жан-Бернар-Леон Фуко был французским физиком, который считается одним из самых разносторонних экспериментаторов девятнадцатого века. Вместе с французским физиком Арманом Физо Фуко разработал способ измерения скорости света с исключительной точностью. Он также независимо доказал, что скорость света в воздухе больше, чем в воде. Другие вклады Фуко в область оптики включали метод измерения кривизны зеркал телескопов, усовершенствованный метод серебряных астрономических зеркал, метод тестирования зеркал телескопов на предмет поверхностных дефектов и изобретение поляризационной призмы для анализа поляризованного света.

Жан-Батист-Жозеф Фурье (1768-1830) — Жан-Батист-Жозеф Фурье был математиком и египтологом, наиболее известным своими исследованиями тепла и бесконечными математическими рядами, которые он ввел для помощи в решении уравнений проводимости. С тех пор ряд Фурье превзошел свое первоначальное предназначение, породив множество новых областей исследования в математике и физике, включая раздел оптики, названный в его честь. Фурье был избран членом Французской академии наук в 1817 году, стал секретарем организации в 1822 году и в том же году опубликовал отмеченное наградами эссе Analytical Theory of Heat .

Бенджамин Франклин (1706-1790) — Бенджамин Франклин родился в бедной мыльнице 17 января 1706 года в Бостоне, штат Массачусетс. Как журналиста, ученого, изобретателя, государственного деятеля, философа, музыканта и экономиста Бенджамина Франклина можно рассматривать как человека колониального Возрождения. Благодаря упорному труду и великим идеям Франклин помог сформировать молодую нацию с помощью своих многих с трудом заработанных навыков. Бенджамин Франклин был ключевым игроком в основании Соединенных Штатов Америки.

Йозеф фон Фраунгофер (1787-1826) — В 1813 году фон Фраунгофер совершил то, что часто считается его величайшим достижением. Он независимо заново открыл темные линии Уильяма Хайда Волластона в солнечном спектре, которые теперь известны как линии фраунгофера. Он описал большое количество из примерно 500 строк, которые он мог видеть, используя инструменты собственной разработки, отмечая наиболее заметные буквы буквами — форма номенклатуры, которая все еще пользуется популярностью. Линии фраунгофера в конечном итоге будут использованы для выявления химического состава атмосферы Солнца.

Огюстен-Жан Френель (1788-1827) — Огюстен-Жан Френель, французский физик девятнадцатого века, наиболее известный за изобретение уникальных составных линз, предназначенных для получения параллельных лучей света, которые до сих пор широко используются в маяки. В области оптики Френель вывел формулы для объяснения отражения, дифракции, интерференции, преломления, двойного лучепреломления и поляризации света, отраженного от прозрачного вещества.

Деннис Габор (1900-1979) — В конце 1940-х Деннис Габор попытался улучшить разрешение электронного микроскопа, используя процедуру, которую он назвал реконструкцией волнового фронта, но которая теперь известна как голография.Хотя в то время он не смог реализовать свою цель, его работа заключалась в том, чтобы найти гораздо более плодотворное применение спустя годы, после разработки лазера в 1960 году. Габор получил Нобелевскую премию по физике в 1971 году за свои фундаментальные голографические исследования и эксперименты.

Галилео Галилей (1564–1642) — Множество разнообразных достижений Галилея охватывают такие научные дисциплины, как астрономия, физика и оптика. Он также был изобретателем, математиком и автором, широко известным своим знаменитым экспериментом по сбрасыванию шаров разного размера из Пизанской башни, который привел к новым представлениям о физике и идее о том, что «законы» науки могут и должны быть под сомнение.

Джеймс Грегори (1638-1675) — Джеймс Грегори был математиком и астрономом семнадцатого века, который разработал представления бесконечных рядов для различных тригонометрических функций, но более известен тем, что предоставил первое описание практического телескопа-рефлектора. Однако из-за его нерешительности к публикации он получил лишь малую часть того признания, которого он заслужил при жизни, и масштабы его достижений стали известны только в 1930-х годах, когда его статьи были изучены и опубликованы Х.У. Тернбулл.

Роберт Гроссетест (1175-1253) — Гроссетест особенно интересовался астрономией и математикой, и он утверждал, что последняя имеет важное значение для исследования природных явлений. Следовательно, его изучение света часто принимало математический оборот, что приводило к усовершенствованию оптики. В своих исследованиях радуг, комет и других оптических явлений он, в частности, использовал как данные наблюдений, так и математические формулировки.Более того, Гроссетест был одним из первых сторонников необходимости экспериментального подтверждения научных теорий и проводил многочисленные эксперименты с зеркалами и линзами.

Эдмунд Галлей (1656-1742) — Хотя сначала казалось, что они следуют иным законам движения, чем планеты, Эдмунд Галлей считал, что на кометы также должно действовать гравитационное притяжение. В своем анализе наблюдений за кометами он понял, что некоторые аспекты трех были настолько похожи, что они должны быть последовательными возвращениями одного объекта, орбита которого была вытянутым эллипсом.Затем он определил периодичность кометы и успешно предсказал, что она вернется в 1758 году. Помимо изучения комет, Галлей обнаружил относительное движение между звездами, которое ранее считалось фиксированным. Он составил первую метеорологическую карту погоды и составил точные количественные таблицы смертности. Галлей также руководил первым морским путешествием, совершенным исключительно в научных целях, отмечая любые отклонения компаса, которые могли быть вызваны магнитным полем Земли.

Уильям Роуэн Гамильтон (1805-1865) — Во многом благодаря своему важному трактату о системах лучей Уильям Роуэн Гамильтон получил должность Королевского астронома Ирландии, еще будучи студентом Тринити-колледжа, но это было сделано для его предсказания коническая рефракция, что он добьется еще более широкого признания в научных кругах. Позднее Гамильтон сосредоточил свои усилия на изучении динамики и написал несколько важных работ в этой области. Гамильтонова механика получила признание, когда в двадцатом веке начала формироваться квантовая механика.

Эдмунд Хартнак (1826–1891) — Эдмунд Хартнак был немецким производителем микроскопов девятнадцатого века, который изучал свое ремесло в Берлине под руководством Вильгельма Хиршмана. В 1857 году Хартнак присоединился к приборостроительной фирме своего дяди Жоржа Оберхаузера (1798-1868), которая находилась в Париже и пользовалась репутацией производителя высококачественной продукции. Хартнак усовершенствовал барабанный микроскоп, который позволил лучше и легче получить наклонное освещение, а также был одним из первых производителей приборов, включившим в свои конструкции конденсатор подкачки.Однако Хартнак, пожалуй, наиболее известен за большие улучшения, которые он внес в линзы для погружения в воду.

Джон Фредерик Уильям Гершель (1792-1871) — Джон Гершель был единственным ребенком известного ученого и астронома Уильяма Гершеля. В 1820 году младший Гершель был одним из членов-основателей Королевского астрономического общества, а после смерти его отца в 1822 году он продолжил работу старшего Гершеля, подробно изучив двойные звезды. В сотрудничестве с Джеймсом Саутом Гершель составил каталог наблюдений, опубликованный в 1824 году.Работа получила золотую медаль Королевского астрономического общества и премию Лаланда Парижской академии наук. В 1839 году Гершель разработал метод создания фотографий на сенсибилизированной бумаге независимо от Уильяма Фокса Талбота, но не попытался коммерциализировать этот процесс. Тем не менее, он опубликовал несколько статей о фотографических процессах и первым использовал термины положительный и отрицательный применительно к фотографии.

Уильям Гершель (1738-1822) — Фридрих Вильям Гершель был немецким астрономом восемнадцатого века, которому приписывают открытие планеты Уран.Кроме того, Гершель измерил высоту около сотни гор на Луне, тщательно записал данные и подготовил документы, которые были представлены Лондонскому королевскому обществу. В конце 1700-х он начал строить и продавать телескопы. Высокое качество оптики Гершеля вскоре стало широко известно за пределами Англии, и он использовал их для публикации трех каталогов, содержащих данные о 2500 небесных объектах, включая шестой и седьмой спутники Сатурна, Энцелад и Мимас. Гершель продолжал делать наблюдения и каталогизировать свои открытия до своей смерти в 1822 году в возрасте 84 лет.

Генрих Рудольф Герц (1857-1894) — Немецкий физик Генрих Герц широко известен своими работами с электромагнитными волнами, но также важен своим вкладом в область оптики. В частности, Герц был первым исследователем, когда-либо наблюдавшим явление, которое в конечном итоге стало известно как фотоэлектрический эффект . Открытие этого явления, которое обычно определяется как испускание электронов с поверхности, подвергшейся воздействию электромагнитного излучения выше определенной пороговой частоты, оказало огромное влияние на восприятие света, которое только начинало пониматься в терминах двойственности. между волнами и частицами в конце жизни Герца, и которые не получили широкого распространения до многих лет после его смерти.

Джеймс Хиллиер (1915 г. — настоящее время) — Во время учебы в университете Торонто Джеймс Хиллер стал участвовать в проекте, который изменил его жизнь, а также в области электронной микроскопии. Будучи аспирантом, Хиллер вместе с Альбертом Пребусом разработали высоковольтный электронный микроскоп, который можно было использовать для исследования биологических образцов. Созданное ими устройство могло увеличивать объекты до 7000 раз от их фактического размера, что является значительным улучшением по сравнению со световыми микроскопами 1930-х годов, которые могли увеличивать размеры образцов только примерно в 2000 раз.

Роберт Гук (1635-1703) — Роберт Гук был ученым-экспериментатором, жившим в Англии семнадцатого века, где он внес значительный вклад в зарождающуюся дисциплину оптической микроскопии. Интерес Гука к микроскопии и астрономии иллюстрируется трактатом Micrographia , его самой известной работой по оптической микроскопии, и томом о кометах Cometa , в котором подробно описаны его близкие наблюдения за кометами, происходившими в 1664 и 1665 годах.Гук наблюдал под микроскопом множество организмов, включая насекомых, губок, мшанок, диатомовых водорослей и птичьи перья. Возможно, менее известный, Роберт Гук ввел термин «клетка» в биологическом контексте, когда он описал микроскопическую структуру пробки как крошечную пустую комнату или клетку монаха в своем знаменательном открытии растительных клеток с клеточными стенками.

Христиан Гюйгенс (1629-1695) — Христиан Гюйгенс был блестящим голландским математиком, физиком и астрономом, жившим в семнадцатом веке, период, который иногда называют научной революцией.Гюйгенс, особенно одаренный ученый, наиболее известен своими работами по теориям центробежной силы, волновой теории света и маятниковым часам. Его теории четко объяснили законы преломления, дифракции, интерференции и отражения, и Гюйгенс добился значительных успехов в теориях, касающихся явлений двойного лучепреломления (двулучепреломления) и поляризации света.

Шинья Иноуэ (1921 г. — настоящее время) — Шинья Иноуэ — микроскопист, клеточный биолог и педагог, которого называют дедушкой современной световой микроскопии.Первопроходец в области микроскопии оказал сильное влияние на изучение динамики клеток в 1980-х годах благодаря своим разработкам в области контрастной микроскопии с видеоусилением ( VEC ), которая представляет собой модификацию традиционной формы микроскопии дифференциального интерференционного контраста ( DIC ). Иноуэ разработал метод параллельно с Робертом и Ниной Аллен и описал свою работу на том же собрании Американского общества клеточной биологии, что и его коллеги-ученые. Его основополагающая работа, Video Microscopy , была опубликована в 1986 году, а второе исправленное и обновленное издание в соавторстве с Кеннетом Спрингом вышло в 1997 году.Книга является краеугольным камнем микроскопических знаний и высоко ценится в научном сообществе.

Александр Яблонский (1898-1980) — Александр Яблонский родился на Украине в 1898 году и больше всего известен как отец флуоресцентной спектроскопии. Основным научным интересом Яблонского была поляризация фотолюминесценции в растворах, и для объяснения экспериментальных данных, полученных в этой области, он различал моменты перехода между поглощением и испусканием.Его работа привела к тому, что он представил то, что сейчас известно как Энергетическая диаграмма Яблонского , инструмент, который можно использовать для объяснения кинетики и спектров флуоресценции, фосфоресценции и замедленной флуоресценции.

Захариас Янссен (1580-1638) — Захариас Янссен обычно считается первым исследователем, который изобрел составной микроскоп. Однако, поскольку историки считают, что это достижение датируется 1590-ми годами, большинство ученых считают, что его отец, Ганс, должен был сыграть важную роль в создании инструмента.Пара работала вместе мастерами очков в Миддлбурге, Голландия, недалеко от Ханса Липперши, еще одного ученого-оптика, которому часто приписывают изобретение микроскопа.

Майкл Каша (1920-настоящее время) — Майкл Каша сделал множество открытий и внес свой вклад в научный мир, оказав большое влияние на развитие молекулярной электронной спектроскопии и молекулярной фотохимии. Его работа, касающаяся безызлучательных переходов в возбужденном состоянии, привела к тому, что стало известно как Правила Каша , и он также продемонстрировал, что растворитель, содержащий тяжелые атомы, может генерировать синглет-триплетные переходы органических молекул — явление, в конечном итоге обозначенное эффектом Каша .

Джон Керр (1824-1907) — Джон Керр был шотландским физиком, который открыл электрооптический эффект, носящий его имя, и изобрел ячейку Керра . Импульсами света можно управлять так быстро с помощью современной ячейки Керра, что эти устройства часто используются в качестве систем высокоскоростного затвора для фотографии и иногда также известны как электрооптические затворы Керра . Кроме того, ячейки Керра использовались для измерения скорости света, включены в некоторые лазеры и становятся все более распространенными в телекоммуникационных устройствах.

Иоганн Кеплер (1571-1630) — Иоганн Кеплер был немецким астрономом шестнадцатого века и исследователем оптики, который первым изложил многие теории современной оптики. В 1609 году он опубликовал Astronomia Nova с описанием своих открытий, которые теперь называются первыми двумя законами движения планет Кеплера. Эта работа сделала Кеплера «отцом современной науки», задокументировав, как ученый впервые имел дело с множеством несовершенных данных, чтобы прийти к фундаментальному закону природы.

Густав Роберт Кирхгоф (1824–1887) — Густав Кирхгоф был физиком девятнадцатого века, который хорошо известен своим вкладом в теорию схем и понимание теплового излучения, но он также сделал важные открытия в оптике. Его работа в области спектроскопии, большая часть которой проводилась совместно с химиком Робертом Бунзеном, была фундаментальной для этой области, как и его исследование излучения черного тела. Открытия Кирхгофа обычно считаются инструментом квантовой теории электромагнитного излучения Макса Планка, сформулированной в начале двадцатого века.

Август Хлер (1866-1948) — Август Хлер, немецкий ученый и опытный микроскопист, родился в 1866 году, наиболее известен своими разработками превосходной техники освещения микроскопа, которая используется до сих пор, а также созданием первого ультрафиолетового микроскопа. . Метод, получивший название Освещение Клера, , также известен как освещение с двойной диафрагмой, потому что он использует как поле, так и апертурную ирисовую диафрагму для настройки освещения микроскопа.Правильная настройка светового пути с этой конфигурацией приводит к равномерно освещенному полю обзора и более яркому изображению без бликов.

Эдвин Герберт Лэнд (1909–1991) — Основатель Polaroid Corporation Эдвин Герберт Лэнд был американским изобретателем и исследователем, посвятившим всю свою сознательную жизнь изучению поляризованного света, фотографии и цветового зрения. Однако, пожалуй, самым известным вкладом Лэнда в науку была его разработка мгновенной фотографии.На изобретение его вдохновила трехлетняя дочь, когда она спросила его, почему она не может сразу увидеть фотографию, которую он только что сделал в отпуске. На создание одностадийного сухого фотографического процесса у Лэнда ушло три года, но его успех был феноменальным.

Антони ван Левенгук (1632-1723) — Антони ван Левенгук был известным голландским ученым, который создал простые микроскопы, которые могли увеличивать объекты более чем в 275 раз, что является удивительным подвигом для того времени.Он изучал протистов, клетки растений, различные типы водорослей и был первым человеком, который увидел бактерии, которые он назвал « анималкулов ». Любопытство Левенгука к этому микроскопическому миру и его усердие в записи своих кропотливых наблюдений позволило ему поделиться с другими тем, что он видел с помощью своих микроскопов.

Филипп Эдуард Антон Ленард (1862-1947) — Филипп Ленард — довольно противоречивая фигура в истории науки.Он, несомненно, внес значительный вклад в область физики, но в дальнейшей жизни пострадал от репутации из-за его присоединения к нацистской партии и его необоснованного осуждения других ученых, особенно Альберта Эйнштейна и других людей с еврейским происхождением. По иронии судьбы, именно теоретическая работа Эйнштейна помогла осмыслить некоторые из наиболее важных экспериментальных работ Ленарда по фотоэлектрическому эффекту и сильно повлияла на решение Нобелевского фонда о присуждении Нобелевской премии по физике 1905 года Ленарду.

Иоганн Натанаэль Либеркн (1711-1756) — Иоганн Натанаэль Либеркн был немецким врачом, анатомом и физиком. Он наиболее широко известен разработкой солнечного микроскопа, исследованиями кишечника и изобретением отражателя для улучшения микроскопического обзора непрозрачных образцов. Он также был членом математического факультета Берлинской академии наук и создал линзу, которая расширила возможности ранних портативных микроскопов для полевых исследований в ботанике.

Ганс Липперши (1570-1619) — Ганс Липперши был голландским производителем очков, который, по мнению большинства историков, был изобретателем первого телескопа. В 1608 году Липперши подал заявку на патент на свой телескоп в бельгийском правительстве. Липперши назвал свое изобретение kijker , что означает looker на голландском языке. Несмотря на то, что ему очень хорошо заплатили за его изобретение, патент не был выдан, потому что считалось, что инструмент нельзя хранить в секрете.

Джозеф Джексон Листер (1786-1869) — Микроскопу-любителю девятнадцатого века Джозефу Джексону Листеру приписывают некоторые из наиболее важных достижений в исправлении аберраций изображения и превращении микроскопа в мощное средство проведения серьезных научных исследований. С помощью известного оптика Уильяма Талли Листер обнаружил, что, объединив линзы из бесцветного стекла с линзами из коронного стекла и расположив их на определенном расстоянии друг от друга, проблемы преломления одного были исправлены другим, что сделало микроскопические наблюдения более четкими, чем когда-либо. перед.

Альберт Великий (1193–1280) — Во время своих занятий наукой Альберт затронул ряд вопросов и явлений, включая природу света. Его особенно интересовало образование радуги, и он с энтузиазмом писал на эту тему. Он также предположил, что скорость света конечна, хотя он может перемещаться чрезвычайно быстро, и исследовал затемняющее действие яркого солнечного света на кристаллы нитрата серебра. Кроме того, глядя на ночное небо, Альберт определил, что Млечный Путь был просто огромным скоплением звезд, которые получали свет солнца, и утверждал, что фигуры, видимые на лице Луны, были конфигурациями на ее поверхности, а не отражением. морей и гор Земли, как считалось ранее.Он также изучал отражение света через зеркала, а также преломляющую способность некоторых кристаллов.

Теодор Гарольд Майман (1927-настоящее время) — Теодора Маймана больше всего помнят за создание первого в мире лазера, устройства, которое вышло за пределы области оптики и нашло множество применений в современном мире. В мае 1960 года Майман построил свой прототип лазера, используя стержень из синтетического рубина, посеребренный с обоих концов для отражения света.Достаточно маленький, чтобы его можно было держать в ладони, когда атомы в стержне возбуждались интенсивным лучом света от ксеноновой лампы, инициировалось выделение энергии и происходила внутренняя цепная реакция, которая заставляла энергию возвращаться обратно и вперед внутри стержня. Когда энергия увеличивалась до определенного уровня, она выходила с одного конца рубинового стержня, образуя интенсивный пучок монохроматического света с центром на 694,3 нанометра.

Марчелло Мальпиги (1628–1694) — Марчелло Мальпиги был итальянским физиологом семнадцатого века, который направил свой микроскоп на биологические исследования и стал одним из величайших микроскопистов всех времен.Многие историки считают Мальпиги отцом микроскопической анатомии как животных, так и растений, хотя его считали скорее практическим исследователем, чем теоретиком.

tienne-Louis Malus (1775-1812) — В 1807 году Малус начал эксперименты по двойному лучепреломлению , явлению, которое заставляет луч света делиться на два ортогональных луча при прохождении через определенные материалы, такие как исландский шпат. Выводы Малуса подтвердили выводы, полученные ранее голландским ученым Христианом Гюйгенсом, чье описание двойного лучепреломления было основано на тогдашней спорной идее о том, что свет является характерной волнообразной формой.В 1808 году Малус обнаружил, что свет может быть поляризован на (термин, введенный Малусом) путем отражения, когда он наблюдал солнечный свет, отраженный от окон Люксембургского дворца в Париже через кристалл исландского шпата, который он вращал.

tienne-Jules Marey (1830-1904) — Французский физиолог, tienne-Jules Marey изобрел фотографический «пистолет», который мог делать 12 снимков в секунду и был похож на винтовку. Этот инструмент принято считать первой кинокамерой.После выпуска Джорджем Истманом в 1885 году улучшенной фотопленки, Марей смог значительно увеличить выдержку фотографического пистолета до 60 изображений в секунду, значительно улучшив качество своих фильмов и, по сути, заложив основы современной кинематографии.

Бенджамин Мартин (1704-1782) — Бенджамин Мартин, английский приборостроитель восемнадцатого века, считается одним из величайших конструкторов и производителей микроскопов своего времени.Мартин оказал значительное влияние на развитие микроскопа и оптических инструментов в целом и разработал несколько микроскопов, которые были революционными для того периода. Он был одним из первых дизайнеров, которые внедрили ахроматические линзы в микроскопы, чтобы уменьшить серьезность хроматической аберрации.

Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) — Джеймс Клерк Максвелл был одним из величайших ученых девятнадцатого века. Он наиболее известен формулировкой теории электромагнетизма и установлением связи между светом и электромагнитными волнами.Он также внес значительный вклад в области физики, математики, астрономии и инженерии. Многие считают его отцом современной физики.

Уолтер К. МакКрон (1916-2002) — Уолтер МакКроун был оптическим микроскопистом из Чикаго, который основал всемирно известный Исследовательский институт Маккроуна и внес значительный вклад в микроскопию как исследовательский инструмент. Известная работа Маккроуна с Туринской плащаницей привлекла внимание всего мира в 1978 году, когда он пришел к выводу, что Туринская плащаница является средневековой картиной.Это наблюдение было подтверждено методами датирования радиоактивным углеродом-14 в 1988 году. В 2000 году Маккроун получил Национальную премию Американского химического общества в области аналитической химии за свою работу над Туринской плащаницей и за это терпение в защите своей работы в течение почти 20 лет. .

Альберт Михельсон (1852-1931) — Альберт Абрахам Михельсон, польско-американский физик, был удостоен Нобелевской премии по физике в 1907 году. Он наиболее известен своими экспериментами, в которых он доказал, что гипотетическая среда света, « эфир » не существовало, и его многочисленные попытки точно измерить скорость света.Майкельсон также хорошо известен разработкой средств для более точного измерения скорости света и размера звезд.

Роберт Эндрюс Милликен (1868-1953) — Роберт Милликен был американским физиком, удостоенным Нобелевской премии по физике за свои эксперименты по фотоэлектрическому эффекту и заряду, переносимому электроном. Известный ученый также хорошо известен своими исследованиями космических лучей и своей ролью в создании Калифорнийского технологического института в качестве ведущего исследовательского учреждения.Всю свою жизнь Милликен посвятил себя примирению науки и религии, опубликовав множество книг по этой теме.

Марвин Ли Мински (1927-настоящее время) — Во время учебы в Гарвардском университете Марвин Мински внес свой основной вклад в область оптики, изобрав конфокальный сканирующий микроскоп. Несмотря на теоретические преимущества конфокального подхода для биологических целей, микроскоп Мински первоначально не вызвал особого интереса. Оглядываясь назад, стало очевидно, что технология того периода ограничивала демонстрацию Мински потенциала конфокального подхода.Тем не менее, годы спустя, с появлением таких применимых устройств, как лазеры, чувствительные малошумящие фотодетекторы и быстрые микрокомпьютеры с возможностями обработки изображений, метод микроскопии Мински получил широкое распространение в биологических исследованиях.

Эрвин Мллер (1911-1977) — Эрвин Вильгельм Мллер был физиком немецкого происхождения, который изобрел как автоэмиссионный микроскоп, так и полевой ионный микроскоп, последний из которых позволил ему стать первым человеком, когда-либо наблюдавшим отдельные атомы.В 1967 году Мллер изобрел еще один важный научный инструмент, который он назвал атомным зондом, но позже он стал более известен как полевой ионный микроскоп с атомным зондом. Наряду с другими изобретениями Мллера полевой ионный микроскоп с атомным зондом стал значительным достижением в области материаловедения.

Сэр Исаак Ньютон (1642-1727) — Сэр Исаак Ньютон, который по иронии судьбы родился в том же году, когда умер Галилей, широко известен как один из величайших ученых в истории.Многие из его открытий и теорий в области света, цвета и оптики составляют основу современной научной мысли в этих дисциплинах. В дополнение к своим обширным работам в области оптики, Ньютон, пожалуй, наиболее известен своей теорией всемирного тяготения. Он также считается одним из изобретателей исчисления вместе с немецким математиком Готфридом Лейбницем. Три закона движения Ньютона считаются базовыми для обучения любого студента-физика.

Джозеф Никфор Ньепс (1765-1833) — Джозеф Ньепс был французским исследователем, наиболее известным благодаря созданию первой известной фотографии.Экспозиция изображения длилась около восьми часов, и поэтому Ньепс понял, что необходимо продвинуться дальше, прежде чем процесс можно будет коммерциализировать. Хотя поначалу он колебался, в 1829 году он заключил партнерство с Луи-Жаком-Маном Дагером в надежде более целесообразно усовершенствовать технику. Ньепс не получил широкого признания при жизни, но его фундаментальный вклад в процесс на основе галогенида серебра навсегда вошел в анналы фотографии.

Пауль Готлиб Нипков (1860-1940) — Пауль Нипков был немецким инженером и изобретателем, который предложил первую в мире электромеханическую телевизионную систему. Инновационная система была основана на простом устройстве, известном как диск Нипкова, который состоял из металла или картона и был перфорирован с рядом квадратных отверстий, расположенных по спирали. Однажды Нипков использовал свое устройство для передачи визуального изображения из Лондона в Париж, но система никогда не разрабатывалась для коммерческого использования.Диск Нипкова в настоящее время широко используется в конфокальной сканирующей микроскопии отраженного света для получения изображений, которые можно просматривать в реальном времени через окуляры микроскопа. На диске одновременно освещается несколько тысяч точек, чтобы имитировать эффект нескольких тысяч конфокальных микроскопов, работающих параллельно. Быстро вращающийся диск заполняет пространство между отверстиями, создавая конфокальное изображение в реальном времени.

Фридрих Адольф Ноберт (1806-1881) — Фридрих Ноберт был немецким ученым и изготовителем инструментов, который первым разработал решетки с тонкими линиями, используемые в ступенчатых микрометрах.Ноберт прикрепил устройство, которое удерживало аккуратно расположенную точку ромба, к двигателю для деления кругов, чтобы он мог вырезать параллельные линейчатые линии на стекле. Его первая тестовая пластина, созданная в 1845 году, содержала десять линейчатых линий, разделенных определенным расстоянием. Первая линия была разделена на 1/1000 парижской линии, а десятая — на 1/4000 парижской линии. Таким образом, был создан первый тест разрешения для составного оптического микроскопа.

Жорж Номарский (1919–1997) — Физик и теоретик оптики польского происхождения, Жорж Номарский после Второй мировой войны сделал Францию ​​своим домом.Ему приписывают множество изобретений и патентов, в том числе большой вклад в хорошо известный метод микроскопии с дифференциальным интерференционным контрастом ( DIC ). Этот метод, также называемый интерференционным контрастом Номарского ( NIC ), широко используется для исследования живых биологических образцов и неокрашенных тканей.

Макс Планк (1858-1947) — Макс Планк, немецкий физик, наиболее известен как создатель квантовой теории энергии, за которую он был удостоен Нобелевской премии в 1918 году.Его работа внесла значительный вклад в понимание атомных и субатомных процессов. Планк внес значительный вклад в науку на протяжении всей своей жизни. Он известен своей успешной работой в различных областях, включая термодинамику, оптику, статистическую механику и физическую химию.

Максимилиан Плута (1929–2002) — Еще будучи аспирантом, Плута начал работать на кафедре оптики в Институте точной механики, который позже был преобразован в Центральную оптическую лабораторию, а затем в Институт прикладной оптики.Он продолжал работать на кафедре и в Варшавском университете на различных должностях на протяжении всей своей профессиональной карьеры. Среди множества наград, врученных Плуте, были Серебряный крест за заслуги, крест независимости Польши и Золотой почетный знак Итальянского общества минералогии и петрологии ( SIMP ). Он также был удостоен престижной премии Фонда польской науки в 1995 году в области технических наук за свой труд Advanced Light Microscopy , который до сих пор можно приобрести в книжных магазинах.Знаменитый трактат Плуты о базовых и передовых методах считается многими микроскопистами наиболее полным и окончательным трактатом по оптической микроскопии, который когда-либо был опубликован.

Йохан Себастьян Плоэм (1927-настоящее время) — Йохан Плоем, известный ученый, был врачом, педагогом и исследователем, но наиболее известен своим изобретением эпи-осветительного куба, используемого в флуоресцентной микроскопии. Вертикальный осветитель Плоэма носит его имя и широко используется сегодня.Конструкция состоит из фильтра возбуждения, дихроичного зеркала (или светоделителя) и барьерного (или эмиссионного) фильтра, размещенных вместе в небольшом кубе. В дополнение к решению проблем освещения, которые ранее возникали при флуоресцентной микроскопии, куб освещения Ploem сделал простой процесс изменения комбинаций флуоресцентных фильтров путем вращения ручки или перемещения рычага.

Игнацио Порро (1801-1875) — Основным вкладом Игнацио Порро в оптику была инновационная система построения изображения призмы, которая обычно используется в биноклях и стереомикроскопах, хотя он также изобрел и усовершенствовал ряд других научных инструментов.Бинокли с призмами Порро, которые были впервые изобретены в середине 1800-х годов, были усовершенствованы другими учеными и к началу двадцатого века стали одной из самых популярных разновидностей биноклей. Фактически, инструменты, которые отличаются простотой конструкции, а также большим восприятием глубины и более широким полем обзора, чем многие другие бинокулярные конструкции, продолжают продаваться по всему миру в начале двадцать первого века.

Хью Пауэлл (1799-1883) — Хью Пауэлл был известным британским производителем инструментов, который вместе со своим зятем Питером Лиландом изготовил всемирно известный No.1 микроскоп. Пауэлл был пионером в использовании очень больших увеличений в системах линз и передовых микроскопов, и его вклад в области оптики и микроскопии стал неотъемлемой частью современных исследований. Фактически, многие разработки Пауэлла до сих пор используются в научных инструментах.

Клавдий Птолемей (примерно 87–150) — Клавдий Птолемей был одним из самых влиятельных греческих астрономов и географов своего времени.Птолемей выдвинул геоцентрическую теорию в той форме, которая преобладала на протяжении 1400 лет. По мнению историков, Птолемей был математиком самого высокого ранга, однако другие считали, что он совершил преступление против своих коллег-ученых, предав этику и честность своей профессии.

Джон Томас Квекетт (1815-1861) — Вдохновленные работой Джозефа Джексона Листера 1830 года об ахроматических микроскопах, Квекетт и его брат Эдвин были среди семнадцати членов-основателей Лондонского микроскопического общества, ныне известного как Королевское микроскопическое общество.Создание группы как первой в мире микроскопической организации имело большое значение и оказало значительное влияние на многие области, связанные с микроскопией. Однако они начали смиренно в 1839 году в доме Эдвина, номер 50 на Веллклоуз-сквер в Лондоне.

Чандрасекар Венката Раман (1888-1970) — Изучая дифракцию света, Раман обнаружил, что, когда интенсивный свет проходит через прозрачную среду, небольшая часть света выходит на поверхность в направлениях, отличных от входящего луча, а еще меньшая. часть этой части света показывала другие длины волн, чем падающий свет.После того, как его результаты были обнародованы в 1928 году, рассеяние молекул света стало известно как комбинационное рассеяние , которое считалось результатом эффекта комбинационного рассеяния , изменения длины волны света, когда он отклоняется молекулами.

Джесси Рамсден (1735-1800) — Джесси Рамсден был английским дизайнером и производителем математических и астрономических инструментов восемнадцатого века. Он известен прежде всего созданием телескопа и окуляра микроскопа (окуляра), которые до сих пор широко используются и носят его имя.Рамсден разработал инструменты высокой точности. К ним относятся инструменты для разделения кругов и прямых линий, секстанты и вертикальные круги для астрономических обсерваторий. Окуляр Рамсдена уменьшает размытость изображения, вызванную хроматическими аберрациями, и до сих пор используется в телескопах и микроскопах.

Лорд Рэлей (Джон Уильям Струтт) — (1842-1919) — Лорд Рэлей был британским физиком и математиком, который работал во многих дисциплинах, включая электромагнетизм, физическую оптику и теорию звуковых волн.Критерии, которые он определил, по-прежнему действуют как пределы разрешения дифракционно-ограниченного оптического прибора. Рэлей написал более 446 научных работ, но, пожалуй, наиболее известен своим открытием инертного газа аргона, которое принесло ему Нобелевскую премию.

Иоганн Вильгельм Риттер (1776-1810) — Величайшим достижением Иоганна Риттера принято считать его открытие в 1801 году ранее неизвестной области солнечного спектра. Годом ранее Уильям Гершель объявил о существовании инфракрасной области, которая простирается за пределы красной области видимого света.Риттер, который верил в полярность природы, предположил, что должно быть невидимое излучение за пределами фиолетового конца спектра, и начал эксперименты, чтобы подтвердить свое предположение. Риттер первоначально называл новый тип излучения химическими лучами, но название ультрафиолетовое излучение в конечном итоге стало предпочтительным термином.

Оле Кристенсен Ремер (1644-1710) — Величайшим достижением Ремера было первое относительно точное измерение скорости света, подвиг, который он совершил в 1676 году.В Королевской обсерватории в Англии исследования Ремера спутника Юпитера Ио и его частых затмений позволили ему предсказать периодичность периода затмений для Луны. Применяя относительно неточные вычисления расстояний между Землей и Юпитером, доступные в семнадцатом веке, Ремер смог приблизить скорость света к 137 000 миль (или 220 000 километров) в секунду.

Жан-Батист Ром де Л’Иль (1736-1790) — Жан-Батист Ром де Л’Иль был французским минералогом, наиболее известным как один из основоположников научной кристаллографии.В своих работах он установил, что различные формы кристаллов одного и того же природного или искусственного вещества тесно связаны друг с другом. Более того, измерения, которые он провел с помощью гониометра, позволили ему определить, что углы между соответствующими гранями кристалла всегда одинаковы, что часто называют первым законом кристаллографии .

Уильям Парсонс Росс (1800-1867) — Уильям Парсонс, Росс был известен как лорд Оксмантаун, прежде чем он стал третьим графом Росс после смерти своего отца в 1841 году.Он занимал различные политические должности и был заядлым астрономом. Он наиболее известен тем, что сконструировал самый большой и мощный телескоп-рефлектор в викторианский период, который часто упоминался как Leviathan . Огромная разрешающая способность Левиафана позволила Россу, который интересовался главным образом туманностями, совершил ряд астрономических открытий и привлек внимание ученых со всего мира. Он оставался самым большим телескопом в мире почти 75 лет и оставался самым мощным с точки зрения разрешения еще более долгий период времени.Разобранный в начале двадцатого века телескоп Россе был восстановлен в 1997 году и теперь является частью исторического научного центра, расположенного в Бирре.

Уоррен де ла Рю (1815–1889) — Уоррен де ла Рю был микроскопистом, астрономом и химиком девятнадцатого века, который изобрел фотогелиограф . Особенно примечательны его исследования фотоактивных химикатов, электрических разрядов в газообразных веществах и батарей, результатом которых стало изобретение элемента с хлоридом серебра.Де ла Рю был также заинтригован оптикой и провел множество экспериментов в этой области, некоторые из которых проверяли волновую теорию света. Однако больше всего его помнят за его новаторскую роль в астрофотографии.

Эрнст Руска (1906-1988) — Немецкий инженер Эрнст Руска спроектировал и построил первый электронный микроскоп, устройство, которое намного превзошло предыдущие возможности разрешения и позволяло ученым видеть объекты, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть в световой микроскоп. За свой подвиг он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1986 году, и в этом году он разделил эту честь с Генрихом Рорером и Гердом Биннигом, которые совместно разработали сканирующий туннельный микроскоп.

Эрнест Резерфорд (1871-1937) — Атомная модель Резерфорда проложила путь к современному пониманию атома. Это также было основой важных разработок в отношении структуры атомов, сделанных Нильсом Бором, который когда-то был его протеже. Основываясь на исследованиях прохождения альфа-частиц через тонкие пластины из слюды и золота, Резерфорд пришел к выводу, что интенсивное электрическое поле, необходимое для возникновения больших отклонений, можно объяснить, только если весь положительный заряд в атоме будет сосредоточен на очень маленькое центральное ядро.Далее он постулировал, что положительный заряд ядра должен уравновешиваться одинаковым зарядом всех электронов, распределенных вокруг ядра.

Анджело Сала (1576-1637) — Анджело Сала был самоучкой, сыном итальянского прядильщика, чьи эксперименты с солями серебра стали важным шагом на пути к изобретению фотографического процесса. В 1614 году он продемонстрировал, что солнце почернело порошкообразный нитрат серебра, а также бумагу, которая была обернута вокруг него, и опубликовал свои выводы в брошюре.Роберт Бойль ранее делал подобное наблюдение, но ошибочно полагал, что потемнение было результатом воздействия воздуха, а не света. Однако только в 1830-х годах фотография была изобретена только после того, как открытие Сала было объединено с оптическими работами многих других.

Отто Шотт (1851-1935) — Шотт считался ведущим пионером в химии стекла благодаря его созданию новых типов стекла высокого качества для использования в оптике и в промышленности.Вместе с Эрнстом Аббе и Карлом Цейссом Шотт основал компанию Scott Glass Works, которая производила стекло для линз объективов апохроматических микроскопов, практически лишенное хроматической аберрации. Микроскопы, оснащенные этими передовыми линзами, обеспечивают высочайшее разрешение и широко используются сегодня.

Эрвин Шредингер (1887-1961) — Австрийский физик Эрвин Шредингер добился фундаментальных успехов в создании основы подхода волновой механики к квантовой теории.Под влиянием работы де Бройля, которая приобрела дополнительный вес благодаря поддержке Альберта Эйнштейна, Шредингер приписал квантовые энергии электронных орбит в атоме, как считается, существующим частотам колебаний волн электронной материи, ныне известных как волны де Бройля. вокруг ядра атома. За свой значительный вклад в науку Шредингер был удостоен многих наград, включая Нобелевскую премию по физике, которую он разделил с Полем Дираком в 1933 году.

Анри Хюро де Снармон (1808-1862) — Снармон был профессором минералогии и руководителем исследований в Cole des Mines в Париже, особенно отличился своими исследованиями поляризации и исследованиями искусственного образования минералов.Он также внес свой вклад в Геологическую службу Франции, подготовив геологические карты и эссе. Возможно, наиболее значительным вкладом де Снармона в оптику был компенсатор задержки поляризованного света, носящий его имя, который до сих пор широко используется.

Виллеброрд Снелл (1580-1626) — Виллеброрд Снелл был голландским математиком начала семнадцатого века, который известен тем, что определил, что прозрачные материалы имеют разные показатели преломления в зависимости от состава.Снелл обнаружил, что луч света изгибается, когда входит в стеклянный блок, и что угол изгиба зависит от угла падения светового луча. Свет, попадающий в стекло по прямой линии, не изгибается, но под углом свет изгибается до степени, пропорциональной углу наклона. В 1621 году Снелл обнаружил характерное соотношение между углом падения и углом преломления. Закон Снеллиуса показывает, что каждое вещество имеет определенный коэффициент изгиба: , показатель преломления .Чем больше угол преломления, тем выше показатель преломления вещества.

Джордж Габриэль Стоукс (1819–1903) — На протяжении всей своей карьеры Джордж Стоукс подчеркивал важность экспериментирования и решения проблем, а не сосредоточился исключительно на чистой математике. Его практический подход сослужил ему хорошую службу, и он добился важных успехов в нескольких областях, в первую очередь в гидродинамике и оптике. Стокс придумал термин флуоресценция , обнаружил, что флуоресценция может быть вызвана в некоторых веществах стимуляцией ультрафиолетовым светом, и сформулировал Закон Стокса в 1852 году.Иногда его называют стоксовым сдвигом . Закон гласит, что длина волны флуоресцентного света всегда больше, чем длина волны возбуждающего света. Сторонник волновой теории света, Стокс был одним из выдающихся ученых девятнадцатого века, который верил в концепцию эфира, пронизывающего пространство, которое, по его мнению, было необходимо для распространения световых волн.

Ян Якбц Сваммердам (1637-1680) — Ян Сваммердам был голландским микроскопистом и естествоиспытателем семнадцатого века, наиболее известным своими микроскопическими наблюдениями и описаниями развития насекомых, которые были опубликованы посмертно как Библия природы , но чаще упоминается как Книга природы из-за неправильного перевода названия.Сваммердам первым начал использовать микроскоп в зоологических целях и считается основоположником как сравнительной анатомии, так и энтомологии.

Джозеф Свон (1828-1914) — Физик и химик Сэр Джозеф Свон запомнился больше всего за его работу с лампами накаливания для освещения, а также за его исследования источников света, таких как лампа накаливания с углеродной нитью и улучшенная версия лампы Эдисона. запатентованная лампочка. Самой важной особенностью ламп Свана было то, что им не хватало остаточного кислорода в вакуумной лампе, чтобы зажечь нить, что позволяло вольфраму гореть почти добела, не загораясь.Свон также изобрел тряпку в 1871 году и бромистую фотобумагу в 1879 году.

Уильям Фокс Талбот (1800-1877) — Уильям Фокс Талбот, английский химик, философ, математик, лингвист и египтолог, наиболее известен разработанными им новаторскими методами фотографирования. Его работы середины 1800-х годов — фундамент, на котором основана современная фотография. Однако неудачный выбор времени оставил Талбота в примечании к Луи-Жаку-Ману Дагеру, который более известен как основатель современной фотографии.Дагер публично объявил о своем методе создания пластины, с которой можно было сделать один фотографический отпечаток. Всего через несколько недель после этого объявления Талбот представил свое новшество — Калотип.

Сэмюэл Толанский (1907-1973) — Родившийся в Ньюкасл-апон-Тайн, Англия, как Сэмюэл Турлауски, Толански выполнил значительный объем своих исследований и разработал метод интерференционно-контрастной микроскопии, который носит его имя. Другие научные интересы Толанского включали анализ спектров для исследования ядерного спина и изучение оптических иллюзий.Хотя его в первую очередь интересовал спектр ртути, во время Второй мировой войны Толанского попросили установить спин урана-235, изотопа, способного делиться в ядерной цепной реакции.

Джон Тиндалл (1820-1893) — Джон Тиндалл из скромных семей поднялся до огромных высот, став одним из самых выдающихся деятелей науки своего времени. Этот самодельный человек был сильным лектором и влиятельным писателем, публиковавшим статьи по самым разным темам, от молекулярной физики и магнетизма до альпинизма, литературы, религии и движения ледников.В оптике он наиболее известен своим открытием явления, которое стало известно как эффект Тиндаля .

Грегорио Вебер (1916-1997) — В Кембриджском университете в Англии научный руководитель Грегорио Вебера предложил ему изучить флуоресценцию флавинов и флавопротеинов, положив начало долгой успешной карьере, которая привела к тому, что Вебер стал общепризнанным основателем современной флуоресцентной спектроскопии. Среди многих новаторских достижений Вебера в области флуоресценции было введение поляризации флуоресценции в качестве метода изучения динамики макромолекул, создание первого широко используемого флуориметра с фазовой модуляцией и представление первого отчета, касающегося классической техники. измерения абсолютного квантового выхода флуоресценции.

Чарльз Уитстон (1802-1875) — Чарльз Уитстон был выдающимся физиком XIX века, который внес значительный вклад в ряд областей, не получив формального научного образования. Он оказал особое влияние в области оптики, где произвел революцию в современных представлениях о зрении и пространственном восприятии. Его различные исследования и эксперименты привели Уитстона к разработке теории стереоскопического зрения , которая включает идею о том, что каждый глаз видит несколько разный вид одной сцены, которые объединяются таким образом, что приводит к восприятию глубины.Помимо работы в области оптики, Уитстон вместе с Уильямом Куком также разработал первую жизнеспособную телеграфную систему и измерил скорость течения. Среди других его значительных вкладов в области электричества — усовершенствования динамо-машины, изобретение регулируемого резистора, известного как реостат , и популяризация метода измерения электрического сопротивления, изобретенного Сэмюэлем Кристи, который стал известен как Уитстон. мост .

Витело из Силезии (1230–1275) — В тринадцатом веке Витело написал исчерпывающий десятитомный труд по оптике под названием Perspectiva , который служил стандартным текстом по этой теме до семнадцатого века. Работа Витело в области оптики была настолько обширной, что первое крупное дополнение к ней было предпринято только несколько столетий спустя, когда Иоганн Кеплер опубликовал Ad Vitellionem Paralipomen, Quibus Astronomiae Pars Optica Traditur ( Дополнение к Witelo, в котором излагается Оптическая часть астрономии ) в 1604 году.

Уильям Хайд Волластон (1766-1828) — Несмотря на формальное образование врача, Волластон изучал и добился успехов во многих научных областях, включая химию, физику, ботанику, кристаллографию, оптику, астрономию и минералогию. Он особенно известен тем, что создал несколько изобретений в оптике, в том числе призму Wollaston , которая имеет фундаментальное значение для интерферометрии и контрастной микроскопии с дифференциальной интерференцией ( DIC ).

Джозеф Жанвье Вудворд (1833–1884) — подполковник Джозеф Дж. Вудворд был блестящим военным хирургом Соединенных Штатов, который значительно продвинул область фотографии с помощью микроскопа или микрофотографии. Хотя микроскопия все еще находилась в зачаточном состоянии, к 1870 году Вудворд и другие разработали микрофотографию как средство постоянного учета явлений, записанных с помощью оптических микроскопов. В то время гравюры на дереве были обычным методом создания иллюстраций, но Вудворд сыграл важную роль в продвижении оптических микрофотографий для объяснения различных тем, таких как разрешение тонких решеток и детализация микроскопических организмов.

Томас Янг (1773-1829) — Томас Янг был английским врачом и физиком, автором многих важных теорий и открытий в оптике и анатомии человека. Его самая известная работа — волновая теория интерференции. Янг также отвечал за постулирование того, как рецепторы глаза воспринимают цвета. Ему приписывают, наряду с Германом Людвигом Фердинандом фон Гельмгольцем, за разработку теории трехцветности Юнга-Гельмгольца.

Carl Zeiss (1816-1888) — Карл Цейсс был известным немецким производителем инструментов, который жил в девятнадцатом веке и основал компанию Carl Zeiss, Inc., один из ведущих мировых производителей оптических микроскопов и сопутствующего оборудования. Zeiss также сыграл важную роль в основании Schott Glass Works в сотрудничестве с Эрнстом Аббе и Отто Шоттом. Сегодня микроскопы Zeiss известны своим высоким оптическим качеством и тонким мастерством.

Фриц Зернике (1888-1966) — Фриц Зернике был немецким математиком и физиком голландского происхождения, который открыл явление фазового контраста и получил Нобелевскую премию в 1953 году.В молодости Зернике очень интересовался физикой и химией. У него накопилось разнообразное запасное оборудование, с которым он мог проводить многочисленные эксперименты. Зернике также интересовался математикой, астрономией и фотографией и провел ряд исследований в этих областях. Он даже баловался цветной фотографией, когда эта область была в значительной степени экспериментальной.

Ричард Адольф Зигмонди (1865-1929) — Ричард Зигмонди был австрийским химиком и профессором, который изобрел ультрамикроскоп и использовал его, чтобы сделать многочисленные открытия, касающиеся природы коллоидов.Инструмент, завершенный в 1903 году, освещал коллоидные частицы интенсивным световым лучом, ориентированным в положении, перпендикулярном оптической оси микроскопа. Поскольку частицы рассеивали падающий свет, их движения можно было увидеть как вспышки на темном фоне. Его усилия по усовершенствованию конструкции ультрамикроскопа привели к изобретению иммерсионного ультрамикроскопа в 1913 году. В 1925 году Жигмонди получил высшую славу своей карьеры, когда ему была присуждена Нобелевская премия по химии за свои изобретения и исследования коллоидов.

Николас Зукки (1586-1670) — Николас Зукки был проповедником-иезуитом, который в 1616 году сконструировал один из самых ранних телескопов-рефлекторов. Зукки описал свой телескоп-рефлектор и его изобретение в трактате Opticaphilusphia experimentalis et ratione a foundationis constituta , который был опубликован в 1650-х гг. По сообщениям, эта знаменательная работа повлияла на Джеймса Грегори и сэра Исаака Ньютона, которые построили улучшенные телескопы-отражатели в 1660-х годах.

НАЗАД К ПИОНЕРАМ В ОПТИКЕ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.

© 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.

Этот веб-сайт обслуживается нашим

Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.

Последнее изменение Пятница, 13 ноября 2015 г., 14:19

Счетчик доступа с 24 декабря 1999 г .: 236294

Посетите сайты наших партнеров в сфере образования:

Карьера в оптике

Оптикой, изучением света, занимается человечество с самых первых его набегов на науку.

Именно с помощью оптики ранние философы сделали некоторые из своих самых глубоких выводов о природе Земли. Со временем телескоп изменил наше представление о Вселенной, а микроскопы помогли ученым проникнуть в глубочайшие тайны органических тел.

Сегодня оптическая инженерия существует для того, чтобы воплотить глубокие идеи оптики в приложения. Инженеры-оптики проектируют все компоненты оптических инструментов — от самых простых линз до самых сложных телескопов.

Компьютерная революция также привела к новым инновациям в оптических технологиях. Волоконно-оптические системы обеспечивают одни из самых быстрых компьютерных сетей на планете. Люди регулярно пользуются оптическими дисками, такими как CD и DVD.

Оптика как профессиональная сфера

У тех, кто занимается оптической инженерией как призвание, есть шанс познакомиться с захватывающими технологиями, которые могут значительно улучшить качество жизни. Согласно исследованию Payscale и Glassdoor, средняя заработная плата инженеров-оптиков по стране составляет около 85-91 тысяч долларов.

Специалисты в области оптики, как правило, имеют сильное образование в области математики и физики. Они могут быть вовлечены в передовые исследования оптических свойств, разработку и коммерциализацию оптических продуктов или что-то среднее между ними. Они могут работать в аэрокосмической, здравоохранительной, робототехнической, производственной, автомобильной и других отраслях.

Из-за большого количества специализаций не существует «среднего» специалиста по оптике. Те, кто участвует в разработке нового оборудования, продуктов или процессов, обычно извлекают выгоду из навыков компьютерного проектирования (САПР).Способность сотрудничать с другими может иметь решающее значение — работать в командах и, при необходимости, руководить ими.

Вот несколько интересных вакансий:

Физик по оптике

Инсайты физиков-оптиков направляют и формируют всю отрасль. Они сосредоточены на передовых исследованиях, которые могут включать волоконную оптику, лазеры или медицинские инструменты. Они проводят эксперименты и проводят исследования, которыми пользуются другие, поэтому часто выступают в роли профессоров. Они, скорее всего, будут иметь докторскую степень.Д. по физике.

Лазерный инженер

Лазерные устройства генерируют концентрированные световые лучи за счет оптического усиления. Сегодня инженеры проектируют и создают лазеры для здравоохранения, информационных технологий и других целей.