Оптика как раздел физики, в котором рассматривается учение о свете, об излучении, о его распространении и взаимодействии с веществом, имеет множество направлений. Эта множественность связана с рядом важнейших факторов как теоретического, так и прикладного характера. Прежде всего принято разделять геометрическую и физическую оптику. Вся история развития оптики связана с изучением проблемы природы света, при этом со времен Ньютона и Гюйгенса противоборствовали две теории — корпускулярная и волновая. Вместе с тем обозначился круг практических задач, для решения которых совершенно безразлична физическая природа света. На основе опытных данных были установлены основные законы оптики: закон прямолинейного распространения, закон отражения, закон преломления, обратимость хода световых лучей. Используя эти законы, геометрические представления и сравнительно простые математические средства, можно не только объяснить ряд важнейших оптических явлений, но и разработать способы расчета оптических систем. Раздел оптики, в котором все законы распространения света рассматриваются на основе представления о световых лучах, называется геометрической оптикой. Физической оптикой называют раздел оптики, в котором изучается природа света (оптического излучения), закономерности его испускания, распространения, рассеяния, поглощения в веществе. В рамках физической оптики изучаются такие явления, как дифракция, интерференция, поляризация. Оптические явления наблюдаются не только в видимом диапазоне спектра, то есть не связаны только с понятиям «свет» — видимое излучение. Законы оптики простираются на невидимое глазом излучение, в частности на ультрофиолетовое и инфракрасное. В то же время за пределами видимого диапазона излучения существуют свои важные особенности и закономерности, изучаемые физической оптикой. Построение оптических приборов и проведение количественно описываемых экспериментов в области оптики невозможно без изучения методов измерения характеристик излучения. Этими проблемами занимается фотометрия — раздел оптики, в котором рассматривается теория и методы рас- 185 Раздел II. Основные направления классической науки чета характеристик оптического излучения при его испускании и взаимодействии с веществом. В узком смысле под фотометрией понимают световые измерения, оценку характеристик излучения по его воздействию на глаз. Теоретическая оптика возникла, как и любая теория, после накопления «критической массы» фактов, требующих объяснения. Первые оптические приборы — очки, линза, микроскоп, зрительная труба появились до возникновения стройной теории. По мере развития теоретической оптики она стала способна давать конкретные рекомендации прикладного характера, направленные на разработку оптических приборов. Возникла прикладная оптика как наука о проектировании и применении оптических приборов. Близкой к прикладной оптике является светотехника — область науки и техники, занимающаяся исследованием принципов и разработкой способов создания определенного пространственного распределения оптического излучения, а так же вопросами преобразования энергии света в другие виды энергии. Важнейшим разделом оптики, ведущим свое начало от спектральных исследований Ньютона, является спектроскопия, изучающая распределение излучения по длинам волн (по спектру). Данные спектроскопии являются основой при исследовании строения вещества, его количественного и качественного анализа. В современной оптике выделяют нелинейную оптику, рассматривающую нелинейные оптические эффекты, молекулярную оптику, изучающую закономерности распространения света в веществе в зависимости от его молекулярного строения, различные технические направления оптики, в частности, лазерную оптику. Остановимся на возникновении и развитии основных направлений в оптике.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Направления в оптике» з дисципліни «Історія науки»
