Wir erklären, was Optik ist, ihre Geschichte, Auswirkungen auf andere Wissenschaften und wie sich physikalische, geometrische und moderne Optik unterscheiden.
Was ist Optik?
Optik ist ein Zweig der körperlich wer widmet sich dem Studium von hell sichtbar: seine Eigenschaften und sein Verhalten. Es analysiert auch seine Anwendungsmöglichkeiten im Leben des menschliches Wesen, ebenso wie der Bau von Instrumenten, um es zu erkennen oder zu verwenden.
Licht wurde von der Optik als ein Band elektromagnetischer Emissionen definiert, dessen Verhalten dem anderer unsichtbarer Formen (für uns) der elektromagnetisches Spektrum, wie ultraviolette oder infrarote Strahlung.
Dies bedeutet, dass sein Verhalten nach der Mechanik von beschrieben werden kann Wellen (außer in sehr speziellen Kontexten, in denen Licht als Partikel) und die Ansätze der klassischen Elektrodynamik des Lichts.
Die Optik ist ein sehr wichtiges Forschungsgebiet, das anderen Werkzeuge zur Verfügung stellt Wissenschaften, besonders an die Astronomie, Ingenieurwesen, Fotografie und Medizin (Augenheilkunde und Optometrie). Ihr verdanken wir die Existenz von Spiegeln, Linsen, Teleskopen, Mikroskope, Laser und Systeme Glasfaser.
Geschichte der Optik
Der Bereich Optik gehört seit jeher zu den Anliegen der menschliches Wesen seit antiken Zeiten. Die frühesten bekannten Objektivversuche stammen aus dem alten Ägypten oder der Antike Mesopotamien, wie die in Assyrien hergestellte Nirmud-Linse (700 v. Chr.).
Auch den alten Griechen ging es um das Verständnis der Natur des Lichts, das sie aus zwei Perspektiven verstanden: seiner Rezeption oder Aussicht und seine Emission, da die Antike Griechen dachte, dass Objekte Kopien ihrer selbst durch Licht (genannt eidola). Philosophen wie Deókrit, Epikur, Platon und Aristoteles studierten sie intensiv die Optik.
Diese Gelehrten wurden durch die . ersetzt Alchemisten und islamische Wissenschaftler während der Mittelalter wie Al-Kindi (um 801-873) und vor allem Abu Ali-al-Hasan oder Alhazén (965-1040), der für seine . als Vater der Optik gilt Optik Buch (11. Jahrhundert), wo er die Phänomene der Brechung und Reflexion erforscht.
Der Renaissance European brachte dieses Wissen in den Westen, insbesondere dank Roberto Grosseteste und Roger Bacon. Die ersten praktischen Brillen wurden um 1286 in Italien hergestellt. Seitdem hat die Anwendung optischer Linsen für verschiedene wissenschaftliche Zwecke nicht aufgehört.
Dank der Optik konnten Genies von der Statur des Kopernikus, Galileo Galilei und Johannes Kepler ihre astronomischen Studien durchführen. Später die erste Mikroskope erlaubte die Entdeckung des Lebens mikrobiell und der beginn der Biologie und moderne Medizin. Der Wissenschaftliche Revolution Das Ganze ist zu einem großen Teil dem Beitrag der Optik zu verdanken.
Physikalische Optik
Physikalische Optik betrachtet Licht als eine Welle, die sich im Platz. Es ist der Zweig der Optik, der den Prinzipien am treuesten ist und Argumente der Physik, unter Verwendung von Wissen frühere wie die Maxwell-Gleichungen, um ein wichtiges Beispiel zu nennen.
Auf diese Weise kümmert es sich um physikalische Phänomene wie Interferenz, Polarisation oder Beugung. Darüber hinaus schlägt es Vorhersagemodelle vor, um zu wissen, wie sich Licht in bestimmten Situationen oder in bestimmten Medien verhält, wenn dies nicht der Fall istSysteme numerische Simulation.
Geometrische Optik
Geometrische Optik entsteht aus der geometrischen Anwendung der Gesetze phänomenologisch über Brechung und Reflexion von Willebrord Snel van Royen (1580-1626), dem niederländischen Wissenschaftler, der als Snell bekannt ist.
Dabei geht dieser Zweig der Optik von der Existenz eines Lichtstrahls aus, dessen Verhalten durch die Regeln der Geometrie beschrieben wird, um Formeln für Linsen, Spiegel und Dioptrien zu finden. Auf diese Weise ist es möglich, Phänomene wie z Regenbogen, die Ausbreitung von Licht und Prismen. All dies mit dem Sprache des Mathematik.
Moderne Optik
Der heutige Zweig der Optik entsteht mit der Quantenphysik und den neuen Wissensgebieten, die diese ermöglicht hat, sowie ihren späteren Anwendungen in der Technik. So umfasst die moderne Optik eine enorme Vielfalt neuer Bereiche der Forschung in Bezug auf Licht und seine Anwendungen, einschließlich:
- Die Mechanismen des Lasers (Lichtverstärkung durch simulierte Strahlungsemission).
- Photoelektrische Zellen, LED-Leuchten und Metamaterialien.
- Optoelektronik, Hand in Hand mit Computerund digitale Bildbearbeitung.
- Lichttechnik, mit Anwendungen im Fotografie, das Kino und andere Felder.
- Quantenoptik und die physikalische Untersuchung des Photons als Lichtteilchen und Lichtwelle zugleich.
- Atmosphärische Optik und das Verständnis atmosphärischer Lichtprozesse.