Chúng tôi giải thích quang học là gì, lịch sử của nó, tác động đến các ngành khoa học khác và quang học vật lý, hình học và quang học hiện đại khác nhau như thế nào.
Quang học là gì?
Quang học là một nhánh của thuộc vật chất người chuyên tâm vào việc nghiên cứu nhẹ hiển thị: thuộc tính và hành vi của nó. Nó cũng phân tích các ứng dụng có thể có trong cuộc sống của con người, cũng như việc xây dựng các công cụ để phát hiện hoặc sử dụng nó.
Ánh sáng đã được quang học định nghĩa là một dải phát xạ điện từ, có hành vi tương tự như hành vi của các dạng vô hình khác (đối với chúng ta) của quang phổ điện từ, chẳng hạn như bức xạ tia cực tím hoặc tia hồng ngoại.
Điều này có nghĩa là hành vi của nó có thể được mô tả theo cơ chế của sóng (ngoại trừ trong những bối cảnh rất cụ thể nơi ánh sáng hoạt động như một hạt) và các cách tiếp cận của điện động lực học cổ điển của ánh sáng.
Quang học là một lĩnh vực nghiên cứu rất quan trọng, cung cấp các công cụ cho những người khác Khoa học, đặc biệt là đối với thiên văn học, kỹ thuật, Nhiếp ảnh và y học (nhãn khoa và đo thị lực). Đối với cô ấy, chúng tôi nợ sự tồn tại của gương, thấu kính, kính thiên văn, kính hiển vi, laser và hệ thống cáp quang.
Lịch sử quang học
Lĩnh vực quang học là một phần trong mối quan tâm của con người từ thời cổ đại. Những lần thử ống kính sớm nhất được biết đến có từ thời Ai Cập cổ đại hoặc cổ đại Lưỡng Hà, chẳng hạn như thấu kính Nirmud (700 trước Công nguyên) được sản xuất tại Assyria.
Người Hy Lạp cổ đại cũng quan tâm đến việc hiểu bản chất của ánh sáng, mà họ hiểu dựa trên hai quan điểm: sự tiếp nhận của nó hoặc Quang cảnh và sự phát xạ của nó, kể từ khi Hy Lạp cổ đại nghĩ rằng các vật thể phát ra bản sao của chính chúng thông qua ánh sáng (được gọi là eidola). Triết gia như Deócritus, Epicurus, Plato và Aristotle, họ đã nghiên cứu rất sâu về quang học.
Những học giả này đã được thay thế bởi nhà giả kim thuật và các nhà khoa học Hồi giáo trong thời trung cổ chẳng hạn như Al-Kindi (khoảng 801-873) và đặc biệt là Abu Ali-al-Hasan hay Alhazén (965-1040), được coi là cha đẻ của quang học vì Sách quang học (Thế kỷ 11), nơi ông khám phá các hiện tượng khúc xạ và phản xạ.
Các Thời kỳ phục hưng Người châu Âu đã mang kiến thức đó đến phương Tây, đặc biệt là nhờ Roberto Grosseteste và Roger Bacon. Những chiếc kính thực tế đầu tiên được sản xuất ở Ý vào khoảng năm 1286. Kể từ đó, việc ứng dụng thấu kính quang học cho các mục đích khoa học khác nhau đã không ngừng.
Nhờ quang học, những thiên tài tầm cỡ như Copernicus, Galileo Galilei và Johannes Kepler đã có thể thực hiện các nghiên cứu thiên văn của họ. Sau đó, người đầu tiên kính hiển vi cho phép khám phá sự sống vi sinh vật và sự bắt đầu của sinh vật học và y học hiện đại. Các Cách mạng khoa học ở mức độ lớn, toàn bộ là do sự đóng góp của quang học.
Quang học vật lý
Quang học vật lý là một ngành coi ánh sáng như một sóng truyền trong khoảng trống. Đây là nhánh quang học trung thành nhất với các nguyên tắc và lý luận vật lý, tận dụng hiểu biết trước đó chẳng hạn như Phương trình Maxwell, để trích dẫn một ví dụ quan trọng.
Theo cách đó, nó lo lắng về các hiện tượng vật lý như giao thoa, phân cực hoặc nhiễu xạ. Ngoài ra, nó đề xuất các mô hình dự đoán để biết ánh sáng sẽ hoạt động như thế nào trong các tình huống nhất định hoặc trong một số phương tiện nhất định, khi khônghệ thống mô phỏng số.
Quang học hình học
Quang hình học ra đời từ ứng dụng hình học của các định luật hiện tượng học xung quanh sự khúc xạ và phản xạ của Willebrord Snel van Royen (1580-1626), nhà khoa học người Hà Lan được biết đến với cái tên Snell.
Đối với điều này, nhánh quang học này bắt đầu từ sự tồn tại của một tia sáng, hành vi của chúng được mô tả bằng các quy tắc hình học để tìm công thức cho thấu kính, gương và đi-ốp. Bằng cách này, có thể nghiên cứu các hiện tượng như cầu vồng, sự truyền của ánh sáng và lăng kính. Tất cả điều này bằng cách sử dụng ngôn ngữ sau đó môn Toán.
Quang học hiện đại
Nhánh đương đại của quang học phát sinh cùng với vật lý lượng tử và các lĩnh vực kiến thức mới mà ngành sau này có thể thực hiện được, cũng như các ứng dụng cuối cùng của nó trong kỹ thuật. Do đó, quang học hiện đại bao gồm rất nhiều lĩnh vực mới về tìm kiếm liên quan đến ánh sáng và các ứng dụng của nó, bao gồm:
- Các cơ chế của laser (khuếch đại ánh sáng bằng cách phát xạ mô phỏng).
- Tế bào quang điện, đèn LED và siêu vật liệu.
- Quang điện tử, kết hợp với tin họcvà xử lý hình ảnh kỹ thuật số.
- Kỹ thuật chiếu sáng, với các ứng dụng trong Nhiếp ảnh, các rạp chiếu phim và các lĩnh vực khác.
- Quang học lượng tử và nghiên cứu vật lý về photon như một hạt ánh sáng và một sóng ánh sáng đồng thời.
- Quang học khí quyển và sự hiểu biết về các quá trình ánh sáng trong khí quyển.