это раздел физики, изучающий поведение и свойства света. Оптические приборы
Одним из древних и объемных разделов физики является оптика. Ее достижения применяются во многих науках и сферах деятельности: электротехнике, промышленности, медицине и других. Из статьи можно узнать, что изучает эта наука, историю развития представлений о ней, важнейшие достижения, и какие существуют оптические системы и приборы.
Что изучает оптика
Название этой дисциплины имеет греческое происхождение и переводится, как «наука о зрительных восприятиях». Оптика — раздел физики, изучающий природу света, его свойства, законы, связанные с его распространением. Эта наука исследует природу видимого света, инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Поскольку именно благодаря свету люди способны видеть окружающий мир, этот раздел физики также является дисциплиной, связанной со зрительным восприятием излучения. И неудивительно: глаз — это сложная оптическая система.
Линзы: виды линз (физика).
Виды собирающих, оптических,…
Линзы, как правило, имеют сферическую или близкую к сферической поверхность. Они могут быть…
История становления науки
Оптика зародилась еще в античные времена, когда люди пытались понять природу света и выяснить, каким образом удается видеть предметы окружающего мира.
Древние философы считали видимый свет или лучами, выходящими из глаз человека, или потоком мельчайших частиц, разлетающихся от объектов и попадающих в глаз.
В дальнейшем природу света изучали многие видные ученые. Исаак Ньютон сформулировал теорию о корпускулах — крошечных частичках света. Другой ученый, Гюйгенс, выдвинул волновую теорию.
Природу света продолжали исследовать физики 20 века: Максвелл, Планк, Эйнштейн.
Дифракция волн. Значение, принцип действия
Все волновые явления, несмотря на разнообразие, проявляют общие черты и описываются одними и теми…
В настоящее время гипотезы Ньютона и Гюйгенса объединены в понятии корпускулярно-волнового дуализма, согласно которому, свет имеет свойства и частицы, и волны.
Разделы
Предмет исследований оптики — это не только свет и его природа, но также приборы для этих исследований, законы и свойства этого явления и многое другое. Поэтому в науке выделяются несколько разделов, посвященных отдельным сторонам исследований.
Это:
- геометрическая оптика;
- волновая;
- квантовая.
Ниже будет подробно рассмотрен каждый раздел.
Геометрическая оптика
В данном разделе существуют следующие законы оптики:
Закон о прямолинейности распространения света, проходящего через однородную среду. Световой луч рассматривается, как прямая линия, вдоль которой проходят световые частицы.
Закон отражения:
Падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α.
Явление преломления света — это … Закон преломления света
Явление преломления света – это физическое явление, которое происходит каждый раз, когда волна.
..
..Закон преломления:
Падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред.
Средством изучения свойств света в геометрической оптике являются линзы.
Линза — это прозрачное тело, которое способно пропускать и видоизменять световые лучи. Они делятся на выпуклые и вогнутые, а также на собирающие и рассеивающие. Линза является основной составляющей всех оптических приборов. Когда толщина ее мала по сравнению с радиусами поверхностей, она называется тонкой. В оптике формула тонкой линзы выглядит так:
1/d + 1/f = D, где
d — расстояние от предмета до линзы; f — расстояние до изображения от линзы; D — оптическая сила линзы (измеряется в диоптриях).
Волновая оптика и ее понятия
Поскольку известно, что свет имеет все свойства электромагнитной волны, отдельный раздел физики изучает проявления этих свойств.
Он называется волновая оптика.
Основные понятия данного раздела оптики — это дисперсия, интерференция, дифракция и поляризация.
Явление дисперсии было обнаружено Ньютоном, благодаря его опытам с призмами. Это открытие является важным шагом к пониманию природы света. Он обнаружил, что преломление световых лучей зависит от их цвета. Это явление было названо дисперсией или рассеянием света. Сейчас уже известно, что цвет зависит от длины волны. Кроме того, именно Ньютон предложил понятие спектра для обозначения радужной полоски, получаемой при дисперсии посредством призм.
Подтверждением волновой природы света является интерференция его волн, открытая Юнгом. Так называют наложение друг на друга двух или нескольких волн. В результате можно видеть явление усиления и ослабления колебаний света в различных точках пространства. Красивыми и знакомыми каждому проявлениями интерференции являются мыльные пузыри и радужная разноцветная пленка разлитого бензина.
Любому волновому процессу свойственно явление дифракции.
Этот термин переводится с латинского, как «разломанный». Дифракция в оптике — это огибание волнами света краев препятствий. Например, если на пути светового пучка расположить шарик, то на экране за ним появятся чередующиеся кольца — светлые и темные. Это называется дифракционная картина. Исследованием явления занимались Юнг и Френель.
Явление преломления света — это … Закон преломления света
Явление преломления света – это физическое явление, которое происходит каждый раз, когда волна…
Последнее ключевое понятие волновой оптики — это поляризация. Свет называют поляризованным, если направление колебаний его волны является упорядоченным. Поскольку свет является продольной, а не поперечной волной, то и колебания происходят исключительно в поперечном направлении.
Квантовая оптика
Свет — это не только волна, но и поток частиц. На основе этой его составляющей возникла такая отрасль науки, как квантовая оптика. Ее появление связывают с именем Макса Планка.
Квантом называют любую порцию чего-либо. А в данном случае говорят о квантах излучения, то есть порциях света, выбрасываемых при нем. Для обозначения частиц используют слово фотоны (от греческого φωτός — «свет»). Это понятие было предложено Альбертом Эйнштейном. В данном разделе оптики формула Эйнштейна E=mc2 также применяется для изучения свойств света.
Главная задача этого раздела — изучение и характеристика взаимодействия света с веществом и исследования его распространения в нетипичных условиях.
Свойства света как потока частиц проявляются в таких условиях:
- тепловое излучение;
- фотоэффект;
- фотохимические процессы;
- вынужденное излучение и др.
В квантовой оптике существует понятие неклассического света. Дело в том, что квантовые характеристики светового излучения невозможно описать в рамках классической оптики. Неклассический свет, например, двухфотонный, сжатый, применяется в разных сферах: для калибровки фотоприемников, при точных измерениях и др.
Еще одно применение — квантовая криптография — секретный способ передачи информации с помощью двоичных кодов, где вертикально направленному фотону присвоен 0, а горизонтально направленному — 1.
Значение оптики и оптических приборов
В каких сферах технологии оптики нашли главное применение?
Во-первых, без этой науки не было бы оптических приборов, известных каждому человеку: телескоп, микроскоп, фотоаппарат, проектор и другие. С помощью специально подобранных линз люди получили возможно исследовать микромир, вселенную, небесные объекты, а также запечатлевать и транслировать информацию в виде изображений.
Кроме того, благодаря оптике был сделан ряд важнейших открытий в области природы света, его свойств, открыты явления интерференции, поляризации и другие.
Наконец, широкое применение оптика получила в медицине, например, в изучении рентгеновского излучения, на основании которого был создан аппарат, спасший немало жизней. Благодаря этой науке также был изобретен лазер, широко применяющийся при хирургических вмешательствах.
Оптика и зрение
Глаз — это оптическая система. Благодаря свойствам света и возможностям органов зрения, можно видеть окружающий мир. К сожалению, мало кто может похвастаться идеальным зрением. С помощью этой дисциплины, стало возможно вернуть возможность людям лучше видеть с помощью очков и контактных линз. Поэтому медицинские учреждения, занимающиеся подбором средств коррекции зрения, также получили соответсвующее название — оптика.
Можно подвести итог. Итак, оптика — это наука о свойствах света, затрагивающая многие сферы жизни и имеющая широкое применение в науке и в быту.
Оптика — понятие и значение
Рассмотрим что означает понятие и значение слова оптика (информация предоставлена intellect.icu).Оптика это — 1. Раздел физики, изучающий явления и свойства света.
2. Приборы и инструменты, действие которых основано на законах этой науки.
Оптика это — 1. Раздел физики, изучающий процессы излучения света, его распространения и взаимодействия с веществом.
2. собирательное Приборы и инструменты, действие к-рых основано на законах этой науки. * Волоконная оптика ( специальное ) — раздел оптики, изучающий передачу света и изображения по световодам, а также ( собирательное ) приборы и инструменты, посредством к-рых осуществляется такая передача.
Оптика это — 1. Оптики, ( греческое optiko). 1. Отдел физики, наука, изучающая явления и свойства света. Теоретическая оптика. Прикладная оптика. 2. Приборы и инструменты, действие к-рых основано на законах этой науки ( специальное ).
ОПТИКА
( греческое optike, от optomai — вижу). Учение о свете и действии его на глаз.
ОПТИКАгреческое optike, от optomai, вижу. Наука о распространении света и действии его на глаз. Оптический обман, — обман зрения.
ОПТИКАотдел физики, учение о явлениях и законах света и о действии его на глаз.
ОПТИКАучение о явлениях и законах света.
-и, женский род
1.
Раздел физики, изучающий свойства света и его взаимодействия с веществом.
2. собирательное
Приборы и инструменты, действие которых основано на законах отражения и преломления света.
{Греч. ‘οπτική}
Часть речи
Имя существительноеСловоформы
оптики, оптике, оптику, оптикой, оптикою, оптик, оптикам, оптиками, оптиках, оптик, оптику, оптиком, оптике, оптики, оптиков, оптикам, оптиками, оптикахСинонимы wiki
магазин, катоптрика, вариооптика, кинооптика, фотооптика, электрооптика, оптоэлектроника, магнитооптика, нанооптика, очко, рефрактометрия, физика, физоптикаЦифровое произношение
Оптика имеет soundex-О132, metaphone-«aптика», double-metaphone APTK.См. также
3. Волновая теория света и законы геометрической оптики
… звука . загибается кверху , не попадая на берег Принцип Ферма Итак , волновая оптика способна объяснить явления отражения и преломления света . столь же успешно , как и геометрическая .
.. … способна объяснить явления отражения и преломления света . столь же успешно , как и геометрическая оптика В основу последней , трактующей явления на основе законов распространения лучей ., положен принцип … (Колебания и волны (Оптика, акустика и радиофизика))
Физика. Предмет, методы, история,Теоретическая и экспериментальная физика , теории физики
… описанию Ибн ал-Хайсам считается [кем ] основоположником научного метода В своей «Книге о оптике »;, написанной в 1021 году , он. описывал эксперименты , поставленные для того, чтобы доказать справедливость своей … … физики . из массы натурфилософии в отдельную область и развитием отдельных разделов .физики : механики , оптики , термодинамики и т д Большинство историков придерживаются мнения о том, что научная революция началась . в 1543 году … (Введение в физику, основы)
Фотоника как наука
… устройств и.
их разнообразных применений Коренные области исследований фотоники включают волоконную и интегральную оптику , в. том числе нелинейную оптику , физику и технологию полупроводниковых соединений , полупроводниковыелазеры ,.оптоэлектронные устройства … … По некоторым данным новый , обобщенный термин «фотоника »; постепенно вытесняет термин . — «оптика »; История фотоники Фотоника как область науки началась в 1960 году с изобретением . лазера … (Фотоника)
Лазеры, виды, теория ,Принципы лазерной техники
… бы.повысить качество таких измерений Наряду с проблемами ВОЛС существуют общие для волоконной оптики проблемы . такие как нелинейные эффекты в оптических волокнах . Нелинейные эффекты в оптическом волокне обусловлены … … деформаций .в некоторой среде , пронизывающей все тело , — в мировом эфире К концу XVII в в оптике сложилось весьма своеобразное положение И та и другая теории объясняли основные оптические .
Цифровой зеркальный, беззеркальный и псевдозеркальный фотоаппарат
… исключает попадание пыли и загрязнений . на поверхность матрицы , неизбежное в зеркальных фотоаппаратах со сменной оптикой Характер изображения Несмотря на важность физических характеристик матриц большого размера , более … … Однако , большая матрица сводит преимущество компактности практически до.нуля из-за габаритов сменной оптики , зачастую превышающих размеры объективов для зеркальных . камер Тем не менее , в профессиональной … (электромеханические устройства электронных аппаратов)
Эфир в физике
… резко . возросли Следующие (после ) почти сто лет обозначены триумфальным успехом волновой . оптики во всех областях Классическая волновая оптика была завершена , поставив в то же время … … не рассматривались как чисто спекулятивные , из.
оптимальный
Оптическая физика — Последние исследования и новости
- Атом
- RSS-канал
Оптическая физика изучает фундаментальные свойства света и его взаимодействие с материей. Это включает в себя классические оптические явления, такие как отражение, преломление, дифракция и интерференция, а также изучение квантово-механических свойств отдельных пакетов света, известных как фотоны.
Избранное
Последние исследования и обзоры
Исследовать
| Открытый доступ- Сет Ловетт
- , Пол М. Уокер
- и Дмитрий Н. Крижановский
Свет: наука и приложения 12, 126
Исследовать |
Сочетание монослоя дисульфида вольфрама и топологически защищенного связанного состояния в континууме, образованном одномерным фотонным кристаллом, демонстрирует сильное усиление взаимодействия света с веществом и большие экситон-поляритонные нелинейности при комнатной температуре.
- Эудженио Маджолини
- и Дарио Балларини
Природные материалы, 1-6
Исследовать |
Пропагаторы одиночных фотонов, основанные на прямом измерении квантовых волновых функций, экспериментально наблюдаются. Классические траектории, удовлетворяющие принципу наименьшего действия, успешно извлекаются в случае свободного пространства и гармонического потенциала.
- Юн-Ли Вэнь
- , Юньфэй Ван
- и Ши-Лян Чжу
Природа Фотоника, 1-6
| Открытый доступОптически активные дефекты в hBN являются многообещающими для квантовых сенсорных и информационных приложений, однако до сих пор не удалось достичь когерентного контроля над одним дефектом.
Используя эффективный метод создания массивов дефектов в hBN, Guo et al. изолировать новый дефект, связанный с углеродом, и показать его когерентный контроль.- Най-Цзе Го
- , Сун Ли
- и Гуан-Цань Го
Nature Communications 14, 2893
Исследовать
org/Person»> Кейго Накамура- , Дайки Сугио
- и Макото Томита
Используя эффективный метод создания массивов дефектов в hBN, Guo et al. изолировать новый дефект, связанный с углеродом, и показать его когерентный контроль.Научные отчеты 13, 8097
Исследовать
|
Открытый доступ
- Б. Н. Карнио
- , М. Чжан
org/Person»> и А. Ю. ЭлеззабиНаучные отчеты 13, 8161
Все исследования и обзоры
Новости и комментарии
Новости и просмотры |
- Дэвид Абергел
Физика природы 19, 621
Новости и просмотры |
Наложение PT-симметрии и псевдоэрмитовой симметрии на электрическую цепь с невзаимными связями приводит к сложной морфологии вырожденных собственных значений, что может открыть новые возможности в сенсорной и динамической инженерии.
- Саванна Гармон
Физика природы, 1-2
Новости и просмотры |
Исследование светоматеринской жидкости экситон-поляритонов подтверждает роль обратного энергетического каскада в двумерной квантовой турбулентности.
- Фабрис П. Лаусси
Природа Фотоника 17, 381-382
Новости и просмотры |
Топологическая фотоника обещает новые устройства, устойчивые к обратному рассеянию, обеспечивающие меньшие потери, большую нелинейность и меньшую занимаемую площадь. Новое исследование показывает, что во взаимных фотонных кристаллах обратное рассеяние неизбежно, а это означает, что нарушение взаимности необходимо для использования фотонных изоляторов Черна.
org/Person»> Микаэль С. Рехтсман
Природа Фотоника 17, 383-384
Все новости и комментарии
| Введение Оптика — это физическая наука, изучающая происхождение и распространение света, его изменения, производимые эффекты и другие связанные с ним явления. В этой «Хронологии оптики» освещаются важные события и разработки в области оптики с доисторических времен до начала 21 века. Он также включает связанные разработки в других областях (например, эволюцию компьютеров) и соответствующие вехи в человеческом мировоззрении. Предыстория до 999 — Спустя тысячи лет после того, как люди начали использовать огонь для освещения ночи, греческие и арабские ученые начали формулировать теории о том, как распространяется свет, как он может отражаться и преломляться, и как он воспринимается глазами . 1000 — 1599 — Арабские и китайские ученые экспериментируют со светом, линзами и зеркалами уже несколько сотен лет, но интерес к ним угасает. 1600 — 1699 — Микроскопы и телескопы расширяют мировоззрение первых ученых, а кульминацией научной революции является публикация книги Исаака Ньютона Принципы . 1700 по 1799 — Ньютон публикует Opticks , обсуждая корпускулярную теорию света, ученые устанавливают процедуры для научного метода, Гершель открывает Уран, и несколько ученых начинают изучать электричество. 1800 — 1833 — Корпускулярная теория света Ньютона опровергается волновой теорией света, ученые открывают «невидимый» инфракрасный и ультрафиолетовый свет, и записывается первое фотографическое изображение. 1834 — 1866 — Фотография претерпевает значительные изменения, скорость света впервые точно измерена, введена новая область спектроскопии, и Максвелл теоретизирует, что свет является типом электромагнитной волны. 1867 — 1899 — Герц доказывает, что свет представляет собой электромагнитную волну, Майкельсон и Морли доказывают, что эфир не пронизывает пространство, Тесла и Маркони изобретают радио, а Истман изобретает фотопленку. 1900 — 1933 — Эйнштейн и Планк произвели революцию в физике, и теперь физики считают свет и волной, и частицей. Кроме того, радио становится популярным средством широковещательной связи, изобретается телевидение, а Томбо открывает Плутон. 1934 — 1966 — Построен первый электронный микроскоп, телевидение становится более популярным, чем радио, и внедряется множество новых технологий, включая лазер, голографию, волоконную оптику и компьютеры. Начало освоения космоса. 1967 — 2003 — Изобретаются видеоигры, люди посещают Луну, роботы посещают Марс, а персональные компьютеры запускают цифровую революцию. Лазеры и волоконная оптика создают новые средства связи, хранения информации и развлечений. Примечание. Molecular Expressions «Хронология времени в оптике» — это текущий проект. Если вы считаете, что нашли ошибку или хотите оставить комментарий или предложение, отправьте нам электронное письмо. НАЗАД В НАУКУ, ОПТИКУ И ВАС Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.© 1995-2022 автор Майкл В. Дэвидсон и Университет штата Флорида. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения владельцев авторских прав. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми правовыми положениями и условиями, изложенными владельцами.Этот веб-сайт поддерживается нашимГруппа графического и веб-программирования в сотрудничестве с Optical Microscopy в Национальной лаборатории сильного магнитного поля.   | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gif»>
Есть два направления оптики. Физическая оптика занимается изучением природы и свойств самого света. Геометрическая оптика имеет дело с принципами, управляющими формирующими изображения свойствами линз, зеркал и других устройств, таких как оптические процессоры данных.
В средневековой Европе Коперник начинает научную революцию своей шокирующей теорией о том, что Земля вращается вокруг Солнца.
Киберпространство становится реальностью с созданием Интернета и Всемирной паутины.