Оптика. Свет.

Определение. Оптика (от др.-греч. πτική появление или взгляд) раздел физики, рассматривающий явления, связанные с изменением во времени и пространстве электрического и магнитного векторов электромагнитного поля, происходящего со столь высокой частотой, что её непосредственное измерение оказывается невозможным на современном уровне развития измерительной техники.

Разделы оптики: Классическая оптика: -геометрическая оптика -физическая оптика Физиологическая оптика Физика лазеров Нелинейная оптика Квантовая оптика Градиентная оптика

Классическая оптика: Геометрическая оптика описывает распространение света термином луч. «Луч» в геометрической оптике абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему. Физическая оптика или оптика волны моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

Физиологическая оптика. Физиологическая оптика междисциплинарная наука о зрительном восприятии света. Она объединяет сведения по биофизике, биохимии и психологии зрительного восприятия.

Физиологическая оптика также изучает оптические иллюзии и причины их происхождения.

Нелинейная оптика. Нелинейная оптика раздел оптики, в котором исследуется совокупность оптических явлений, наблюдающихся при взаимодействии световых полей с веществом, у которого имеется нелинейная реакция вектора поляризации на вектор напряженности электрического поля световой волны. В большинстве веществ данная нелинейность наблюдается лишь при очень высоких интенсивностях света, достигаемых при помощи лазеров.

Квантовая оптика и оптика лазеров. Квантовая оптика - раздел оптики, занимающийся изучением явлений, в которых проявляются квантовые свойства света. К таким явлениям относятся: тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона, эффект Рамана, фотохимические процессы, вынужденное излучение (и, соответственно, физика лазеров) и др. Квантовая оптика - раздел оптики, занимающийся изучением явлений, в которых проявляются квантовые свойства света. К таким явлениям относятся: тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона, эффект Рамана, фотохимические процессы, вынужденное излучение (и, соответственно, физика лазеров) и др.

Градиентная оптика. Градиентная оптика раздел оптики, изучающий оптические свойства материалов, сделанных из материалов, показатель преломления которых изменяется в зависимости от координат. Градиентная оптика раздел оптики, изучающий оптические свойства материалов, сделанных из материалов, показатель преломления которых изменяется в зависимости от координат.

Оптика описывает: поведение, свойства, первопричинность и природу света, объясняет связанные с этим явления. Под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра электромагнитных излучений.

Скорость света. Универсальным в физике понятием является скорость света - С. Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения любого воздействия на материальные объекты.

В соответствии с логикой развития научного знания оптика оказалась первым из разделов физики, где проявилась ограниченность представлений о природе, основанных только на опыте непосредственного чувственного восприятия явлений, происходящих в окружающем мире. Это нашло своё выражение в двойственной природе света, создании двух теорий света: - Корпускулярная теория света - Волновая теория света

Корпускулярная теория света. берёт начало от Ньютона рассматривает его как поток частиц – квантов света или фотонов.

Корпускулярная теория света. В соответствие с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину = hν, где частота ν соответствует разности энергий электронных оболочек атома того или иного элемента Периодической системы элементов, а h есть постоянная Планка

Волновая теория света. берёт начало от Гюйгенса. рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения ( интерференции ) этих волн.

Световая волна. Использование представления о свете, как волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию) Длина световой волны λ зависит от скорости распространения волны в среде.

Характеристиками света являются: -спектральный состав, определяемый диапазоном длин волн света.-спектральный состав, определяемый диапазоном длин волн света. -интенсивность, пропорциональная квадрату амплитуды электрического вектора электромагнитной волны. Этим оптика принципиально отличается от радиофизики, в которой интенсивность регистрируемого сигнала определяется первой степенью напряженности поля.-интенсивность, пропорциональная квадрату амплитуды электрического вектора электромагнитной волны. Этим оптика принципиально отличается от радиофизики, в которой интенсивность регистрируемого сигнала определяется первой степенью напряженности поля. -характер поляризации, определяемый изменением пространственной ориентации электрического вектора по мере распространения волны в пространстве.-характер поляризации, определяемый изменением пространственной ориентации электрического вектора по мере распространения волны в пространстве. -направление распространения луча света, совпадающее с направлением нормали к волновому фронту (при отсутствии явления двойного лучепреломления )-направление распространения луча света, совпадающее с направлением нормали к волновому фронту (при отсутствии явления двойного лучепреломления )

Авторы: Ананьева Алёна Карпец Валерия