Lentel? su ?vairiais optiniais prietaisais
Optika
?
fizikos
mokslo ?aka, tirianti
?viesos
elges? ir savybes, taip pat
?viesos
s?veik? su
materija
. Optika nagrin?ja regimosios, infraraudonos ir ultravioletin?s
?viesos
elges?. Ta?iau
?viesa
yra
elektromagnetin?s bangos
ir tokie pat rei?kiniai stebimi ir
Rentgeno spinduli?
, mikrobang?, radijo bang? ir kitose elektromagnetin?s spinduliuot?s spektro srityse. Taigi optik? galima laikyti
elektromagnetizmo
poskyriu. Kai kuriuose optiniuose rei?kiniuose pasirei?kia kvantin? ?viesos prigimtis, taip susiejant optik? su
kvantine mechanika
. Praktikoje absoliuti optini? rei?kini? dauguma apra?oma pasinaudojant elektromagnetiniu artiniu ir jo pagrindu ?
Maksvelo lygtimis
.
?mogus prad?jo dom?tis ?viesos rei?kiniais ir juos steb?ti labai seniai. Pirm?sias susistemintas ir apibendrintas ?inias apie ?viesos rei?kinius ir j? ai?kinim? graik? filosofas Euklidas (V?VI a. pr. m. e.) i?d?st? dviejuose veikaluose ? ?Optikoje“ ir ?Katoprikoje“. V?liau Aristotelis (
384
?
332 m. pr. m. e.
) ir Ptolem?jus (II a.) i?nagrin?jo ?viesos l??imo d?snius. Kas yra ?viesa ilg? laik? buvo neai?ku. Kai kurie graik? filosofai teig?, kad ?viesa i?eina i? steb?toj? aki?, ap?vie?ia k?nus ir d?l to mes galime matyti. ?is teiginys nepasitvirtino, nes tamsoje akys nemato.
Atomist?
Epik?ro
(
341
?
270 m. pr. m. e.
), Liukrecijaus Karo (apie
99
?
55 m. pr. m. e.
) ir kit? ra?tuose u?tinkame ?viesos daleli? (korpuskuli?) pradmenis. Jie teig?, kad ?viesa yra i? daikt? i?spinduliuojamos plonos pl?vel?s, vadinamos ?kopijomis“, t. y. akis k?nus mato tod?l, kad jie patys spinduliuoja ir atspindi tas daikt? ?kopijas“, kurios patekusios ? ak? sukelia ?viesos ?sp?d?.
Angl? mokslininkas I. Niutonas (1643?1727 m.), apibendrindamas visas turimas ?inias apie ?vies?, paskelb? hipotez?, pagal kuri? ?vie?iantis k?nas skleid?ia labai ma?as ?viesos daleles ? ?korpuskules“, lekian?ias labai dideliu grei?iu. Pagal ?i? teorij?, ?viesa yra ?vie?ian?io k?no i?mest? korpuskuli? srautas
1690 m. Hiugensas i?sak?
princip?
, pagal kur? bet kur? bangos fronto ta?k? reikia laikyti naujos elementarios sferin?s bangos ?altiniu.
Optikos atradimai taikomi:
Bendriausias optikos skirstymas yra ? klasikin? ir
kvantin?
. Klasikin?s optikos d?sniai seka i?
Maksvelio lyg?i?
. Jos pagrindiniai poskyriai yra
geometrin?
ir
bang?
optikos.
Kvantin? optika
remiasi
kvantin?s mechanikos d?sniais
ir yra bendresn? teorija, apimanti didesn? rei?kini? skai?i?.
Toliau pateikiamos optikos r??ys pagal j? bendrum? ? apra?om? rei?kini? skai?i?.
- Geometrin? optika
- ?viesos sklidimas apra?omas spinduli? pagalba. Spinduliai gali
l??ti
sklisdami per dviej? skirtingo
l??io rodiklio
med?iag? rib?,
atsispind?ti
nuo ?ios ribos. Spinduliai gali u?linkti, jei med?iagos
l??io rodiklis
priklauso nuo pad?ties med?iagoje.
Geometrin? optika
yra pakankamai grubus artinys, kuriame nekreipiama d?mesio ? tokius rei?kinius kaip
difrakcija
,
interferencija
ar toki? ?viesos savyb? kaip
poliarizacija
. Ta?iau ?is artinys da?nai praktikoje yra pakankamas ir naudojamas kuriant ar modeliuojant ?vairius optinius prietaisus, pavyzd?iui,
l??ius
,
akis
, akinius,
fotoaparatus
ir t. t.
- Bang? optika
- ?i optikos sritis remiasi Frenelio ir Hiugenso principu ir apra?o tokius rei?kinius kaip
dispersij?
,
interferencij?
,
difrakcij?
,
poliarizacij?
,
?viesos absorbcij?
,
?viesos sklaid?
. ?viesa ?iuo atveju yra laikoma banga ir nagrin?jama jos amplitud?s ir faz?s kitimas sklindant. Spr?sti u?davinius pasinaudojant pilnu bangin?s optikos apra?ymu yra sud?tinga, tod?l da?nai naudojamasi artiniais. ?i optikos sritis negali paai?kinti toki? rei?kini? kaip
fotoefektas
.
Rei?kiniai nagrin?jami klasikin?je optikoje
- Netiesin? optika
- optikos skyrius, nagrin?jantis optinius rei?kinius med?iagose, kuriose indukuojamas netiesinis poliarizacinis atsakas d?l itin intensyvaus ?viesos lauko. Pagrindiniai ?ios ?akos tyrin?jimo objektai yra ?vair?s parametriniai rei?kiniai, kuri? metu kei?iamas ?viesos da?nis (
antrosios harmonikos generacija
,
parametrin? ?viesos generacija
), netiesin?s sklaidos (priverstin?
Ramano sklaida
,
priverstin? Brijueno sklaida
), ar ?viesos sugertis skaidriose med?iagose (
dvifoton? sugertis
).
- Kvantin? optika
- Bendriausias optikos poskyris, nagrin?jantis rei?kinius, kuriuose, s?veikaujant ?viesai ir med?iagai, rei?kiasi elementari?j? sistem? kvantin?s savyb?s, pavyzd?iui,
fotoefekt?
,
lazer?
,
supainiotas ?viesos b?senas
,
l?t? ?vies?
.