Определение оптика: Оптика – это… Что такое Оптика?

Содержание

Оптика - это... Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike' появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

  • Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
  • Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше .

Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

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

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10−4 до 100 Å (от 10−14 до 10−8м) и гамма-излучений < 10−4 Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

  • Б.  М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

Оптика - это... Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike' появление или взгляд

) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

  • Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
  • Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

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

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10−4 до 100 Å (от 10−14 до 10−8м) и гамма-излучений < 10−4 Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

  • Б.  М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

Оптика - это... Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike' появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

  • Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
  • Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

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

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10−4 до 100 Å (от 10−14 до 10−8м) и гамма-излучений < 10−4 Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

  • Б.  М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

Оптика - это... Что такое Оптика?

О́птика (от др.-греч. ὀπτική, optike' появление или взгляд) — раздел физики, рассматривающий явления, связанные с распространением электромагнитных волн преимущественно видимого и близких к нему диапазонов (инфракрасное и ультрафиолетовое излучение). Оптика описывает свойства света и объясняет связанные с ним явления. Методы оптики используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину (в частности, офтальмологию). В этих, а также в междисциплинарных сферах широко применяются достижения прикладной оптики.

Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности.

Природа света

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

  • Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота соответствует частоте излучённого света, а есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.
  • Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Характеристики света

Длина световой волны зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

где — показатель преломления среды. В общем случае показатель преломления среды является функцией длины волны: . Зависимость показателя преломления от длины волны проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

Скорость света

Универсальным понятием в физике является скорость света . Её значение в вакууме представляет собой не только предельную скорость распространения электромагнитных колебаний любой частоты, но и вообще предельную скорость распространения информации или любого воздействия на материальные объекты. При распространении света в различных средах фазовая скорость света обычно уменьшается: , где есть показатель преломления среды, характеризующий её оптические свойства и зависящий от частоты света: . В области аномальной дисперсии света показатель преломления может быть и меньше единицы, а фазовая скорость света больше . Последнее утверждение не входит в противоречие с теорией относительности, поскольку передача информации с помощью света происходит не с фазовой, а, как правило, с групповой скоростью.

Оптика других диапазонов

Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Эти участки спектра различаются не по своей природе, а по способу генерации и приёма излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны.

Волновые и квантовые закономерности являются общими для всего спектра электромагнитного излучения. В зависимости от длины волны, на первый план выступают разные явления, разные методы исследования и разные практические применения. Поэтому на оптику нельзя смотреть как на замкнутую дисциплину, изучающую только видимую область спектра, отделённую от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Аналогичные явления встречаются в распространении рентгеновского излучения и радиоволн, в микроволновых печах и т. п. Оптика, таким образом, может рассматриваться как раздел электромагнетизма. Некоторые оптические явления зависят от квантовой природы света, что связывает некоторые области оптики с квантовой механикой. Практически, огромное большинство оптических явлений могут рассматриваться, как электромагнитные колебания, описанные Уравнениями Максвелла.

Разделы оптики

Классическая оптика

Основная статья: Классическая оптика

До появления квантовой оптики оптика в целом основывалась на классическом электромагнетизме. Классическая оптика делится на две главные ветви: геометрическая оптика и физическая оптика.

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика или оптика луча, описывает распространение света термином луч. Работы Гюйгенса «Волновая теория света», которые были написаны под влиянием фундаментальных работ Ньютона, и вошли потом в «Оптику», оказали большое влияние на современников. Действительно, будучи приверженцем теории цветов Гука, он после работ Ньютона, восхищаясь их экспериментальной стороной, но не разделяя его теоретической интерпретации, пришёл к выводу, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма». Поэтому он счёл наиболее целесообразным вообще не рассматривать вопроса о цветах в своём трактате.

В своем небольшом трактате первым он рассмотрел прямолинейное распространение света, во второй части — отражение, в третьей — преломление, в четвёртой — атмосферную рефракцию, в пятой — двойное лучепреломление и в шестой — формы линз.

Неудовлетворительное объяснение прямолинейного распространения света Гюйгенс возместил блестящим объяснением с помощью своего механизма частичного отражения, преломления и полного внутреннего отражения — явлений, интерпретация которых вынудила Ньютона усложнять свою теорию, нагромождая одну теорию на другую. По существу, эти объяснения Гюйгенса и сейчас приводятся во всех учебниках. Новая теория обладала также тем преимуществом, что для объяснения преломления она в соответствии со здравым смыслом требовала меньшей скорости в более плотной среде.

«Луч» в геометрической оптике — абстрактный геометрический объект, перпендикулярный фронту импульса фактических оптических волн. Геометрическая оптика описывает правила прохождения лучей через оптическую систему.

Приняв это абстрактное понятие и связанные с ним правила, мы существенно упрощаем задачу оптики, но не в состоянии объяснить много важных оптических эффектов, например дифракцию и поляризацию.

Параксиальное приближение

Следующее упрощение в геометрической оптике — параксиальное приближение, или «приближение малых углов». Математически поведение луча становится линейным, позволяя представить оптические компоненты простыми матрицами. Применение методов Гауссовской оптики позволяет найти свойства первого порядка оптических систем.

Гауссовское распространение луча — расширение параксиальной оптики, описывающее более точную модель поведения лучей. Используя параксиальное приближение и явление дифракции, данный набор методов описывает расширение светового пучка с расстоянием и минимальный размер светового пятна, в которое может быть сосредоточен световой пучок. Тем самым эта модель является промежуточной между геометрической и физической оптикой.

Физическая оптика

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу (волны) волны. Этот раздел оптики объясняет дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, аберрацию и природу других сложных эффектов.

В этом разделе оптики также используются приближения, а не полная электромагнитная модель распространения света. Однако в простых случаях, а по мере роста доступных вычислительных мощностей и в более сложных, становится возможным полный расчёт по точной теории.

Современная оптика

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в XX столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но включают и другие области.

Физиологическая оптика

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

Рентгеновская оптика

Рентгеновская оптика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика в отличие от обычной рассматривает электромагнитные волны в диапазоне длин волн рентгеновского 10−4 до 100 Å (от 10−14 до 10−8м) и гамма-излучений < 10−4 Å.

Темы, связанные с современной оптикой

Примечания

См. также

Литература

  • Б.  М. Яворский и А. А. Детлаф Справочник по физике. — М.: Наука, 1971.

Ссылки

Разделы оптики

 

оптика - это... Что такое оптика?

  • оптика — оптика, и …   Русский орфографический словарь

  • ОПТИКА — (греч. optike наука о зрительных восприятиях, от optos видимый, зримый), раздел физики, в к ром изучаются оптическое излучение (свет), процессы его распространения и явления, наблюдаемые при вз ствии света и в ва. Оптич. излучение представляет… …   Физическая энциклопедия

  • ОПТИКА — (греч. optike, от optomai вижу). Учение о свете и действии его на глаз. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ОПТИКА греч. optike, от optomai, вижу. Наука о распространении света и действии его на глаз.… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • оптика — и, ж. optique f. &LT; optike наука о зрении. 1. устар. Раек (род панорамы). Мак. 1908. Иль в стекла оптики картинные места Смотрю моих усадеб. Державин Евгению. Особенность зрения, восприятия чего л. Оптика глаз моих ограничена; в потемках все… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ОПТИКА — ОПТИКА, раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, распространения его в различных средах и взаимодействия его с веществом. Оптика изучает видимую часть спектра электромагнитных волн и примыкающие к ней ультрафиолетовую… …   Современная энциклопедия

  • Оптика — ОПТИКА, раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, распространения его в различных средах и взаимодействия его с веществом. Оптика изучает видимую часть спектра электромагнитных волн и примыкающие к ней ультрафиолетовую… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ОПТИКА — ОПТИКА, раздел физики, исследующий свет и его свойства. Основные аспекты включают физическую природу СВЕТА, охватывающую как волны, так и частицы (ФОТОНЫ), ОТРАЖЕНИЕ, РЕФРАКЦИЮ, ПОЛЯРИЗАЦИЮ света и его передачу через различные среды. Оптика… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ОПТИКА — ОПТИКА, оптики, мн. нет, жен. (греч. optiko). 1. Отдел физики, наука, изучающая явления и свойства света. Теоретическая оптика. Прикладная оптика. 2. собир. Приборы и инструменты, действие которых основано на законах этой науки (спец.). Толковый… …   Толковый словарь Ушакова

  • ОПТИКА — (от греч. optike наука о зрительных восприятиях) раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, его распространение в различных средах и взаимодействие света c веществом. Оптика изучает широкую область спектра электромагнитных… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ОПТИКА — ОПТИКА, и, жен. 1. Раздел физики, изучающий процессы излучения света, его распространения и взаимодействия с веществом. 2. собир. Приборы и инструменты, действие к рых основано на законах этой науки. • Волоконная оптика (спец.) раздел оптики,… …   Толковый словарь Ожегова

  • ОПТИКА — (от греч. opsis зрение), учение о свете, составная часть физики. О. входит частью в область геофизики (атмосферная О., оптика морей и т. д.), частью в область физиологии (физиол.О.). По своему основному физ. содержанию О. разделяется на физи… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Понятие термина "Оптика" – Оптоэлектронные системы

    Не будем вдаваться в исторические справки и описывать деяния ученых. Просто посмотрим, что в себя включает это понятие — оптика.

    Чтобы от чего-то оттолкнуться, я приведу два определения, которые в совокупности охватывают все, что можно причислить к оптике. Эти определения, а вернее будет сказать толкования, вы можете найти тут.

    Я думаю, что первым стоит привести определение Ожегова.

    Оптика — раздел физики, изучающий процессы излучения света, его распространения и взаимодействия с веществом.

    Кажется, что на этом можно и остановиться, но мне, как инженеру, чего-то не хватает. Может определения, которое я нашел у Ефремовой?

    Оптикой называют приборы и инструменты, действие которых основано на законах Оптики.

    Как видно, второе определение невозможно без первого. Теперь можно начать рассуждать том, что же собой представляет оптика.

     

    Оптика как раздел физики

    Оптика является разделом физики и изучает свет. Согласно определению Ожегова, оптика включает в себя три подраздела, каждый из которых в свою очередь состоит из множества различных дисциплин. Рассмотрение каждого подраздела – занятие бессмысленное, т.к. данное деление на разделы весьма условно. Практически все процессы, которые рассматривает оптика, затрагивают все три подраздела сразу.

    Процессы излучения света

    Первый подраздел оптики изучает процессы излучения света. Это важный подраздел, т.к. условия, обуславливающие эти процессы весьма разнообразны. Например, излучение света лампой накаливания происходит из-за нагрева вольфрамовой нити, хотя для лазерного излучения нагрев, вообще говоря, не желателен.

    Особенности распространения света

    Второй раздел оптики изучает особенности распространения света и очень часто, процессы, изучаемые в нем, так же изучаются в третьем разделе. Достаточным примером служит распространение света в стекле или жидкости. С одной стороны, световой сигнал распространяется в веществе, с другой – он при этом взаимодействует с этим веществом. В чистом виде распространение света можно рассматривать только в глубоком вакууме, где концентрация вещества или посторонних частиц бесконечно мала.

    Взаимодействие света с веществами

    Третий раздел изучает взаимодействие света с веществами. Свет с различными характеристиками по-разному действует на различные вещества. Для примера достаточно вспомнить солнечные батареи, которые содержат полупроводниковые пластины, вырабатывающие электрический ток при солнечном освещении или материалы, которые изменяют свой цвет в зависимости от того под каким углом падают на них световые лучи.

    Оптика – это приборы и инструменты

    Действительно, зачастую оптикой называют те или иные оптические устройства и приспособления. Автомобилист назовет оптикой отражатель или светодиодную линзу своего автомобиля. На сленге любителей охоты и военных оптикой называют оружейные оптические прицелы. Работники, кладущие оптоволоконные линии связи, тоже могут похвастаться, что кладут оптику. Нельзя сказать, что этот список можно продолжать бесконечно, но хочется отметить, что со временем он становиться длиннее – все-таки оптика в своей научной ипостаси не стоит на месте.

    Post Views: 1 103

    Похожее

    ОПТИКА • Большая российская энциклопедия

    О́ПТИКА (от греч. ὀπτιϰή – нау­ка о зри­тель­ных вос­при­яти­ях), раз­дел фи­зи­ки, в ко­то­ром изу­ча­ют­ся оп­тич. из­лу­че­ние (свет в ши­ро­ком по­ни­ма­нии), его рас­про­стра­не­ние и яв­ле­ния, на­блю­дае­мые при взаи­мо­дей­ст­вии све­та с ве­ще­ст­вом. Оп­тич. из­лу­че­ние пред­став­ля­ет со­бой элек­тро­маг­нит­ные вол­ны ви­ди­мо­го, ульт­ра­фио­ле­то­во­го и ин­фра­крас­но­го диа­па­зо­нов. Оп­тич. ис­сле­до­ва­ния ха­рак­те­ри­зу­ют­ся общ­но­стью тех­нич. средств и ме­то­дов ана­ли­за яв­ле­ний в ука­зан­ных диа­па­зо­нах. Для та­ких средств и ме­то­дов ха­рак­тер­но ис­поль­зо­ва­ние как вол­но­вых, так и кор­пус­ку­ляр­ных свойств из­лу­че­ния. По тра­ди­ции О. при­ня­то под­раз­делять на гео­мет­ри­че­скую, фи­зи­че­скую и фи­зио­ло­ги­че­скую.

    Геометрическая оптика

    Не рас­смат­ри­вая во­прос о при­ро­де све­та, гео­мет­рич. О. ис­хо­дит из эм­пи­рич. за­ко­нов его рас­про­стра­не­ния и ис­поль­зу­ет пред­став­ле­ние о све­то­вых лу­чах, пре­лом­ляю­щих­ся и от­ра­жаю­щих­ся на гра­ни­цах сред с разл. оп­тич. свой­ст­ва­ми и пря­мо­ли­ней­ных в оп­ти­че­ски од­но­род­ной сре­де. Ме­то­ды гео­мет­рич. О. по­зво­ля­ют изу­чать ус­ло­вия фор­ми­ро­ва­ния оп­тич. изо­бра­же­ний объ­ек­та как со­во­куп­но­сти изо­бра­же­ний его отд. то­чек и объ­яс­нять мн. яв­ле­ния, свя­зан­ные с про­хо­ж­де­ни­ем оп­тич. из­лу­че­ния в разл. сре­дах, в т. ч. не­од­но­род­ных (напр. , ис­крив­ле­ние лу­чей в зем­ной ат­мо­сфе­ре вслед­ст­вие не­по­сто­ян­ст­ва её по­ка­за­те­ля пре­лом­ле­ния, об­ра­зо­ва­ние ми­ра­жей, ра­дуг). Наи­боль­шее зна­че­ние гео­мет­рич. О. (с час­тич­ным при­вле­че­ни­ем вол­но­вой О., см. ни­же) име­ет для рас­чё­та и кон­ст­руи­ро­ва­ния оп­тич. при­бо­ров – от оч­ко­вых линз до слож­ных объ­ек­ти­вов и круп­ных ас­тро­но­мич. ин­ст­ру­мен­тов. Бла­го­да­ря раз­ви­тию вы­чис­лит. ма­те­ма­ти­ки и при­ме­не­нию совр. вы­чис­лит. тех­ни­ки та­кие рас­чё­ты дос­тиг­ли вы­со­ко­го со­вер­шен­ст­ва, сфор­ми­ро­ва­лось отд. на­прав­ле­ние, по­лу­чив­шее назв. вы­чис­ли­тель­ной оп­ти­ки. 

    По су­ще­ст­ву от­да­ле­на от фи­зич. при­ро­ды све­та и фо­то­мет­рия, по­свя­щён­ная гл. обр. из­ме­ре­нию све­то­вых ве­личин. Фо­то­мет­рия пред­став­ля­ет со­бой ме­то­дич. ос­но­ву ис­сле­до­ва­ния про­цес­сов ис­пус­ка­ния, рас­про­стра­не­ния и по­гло­ще­ния из­лу­че­ния по ре­зуль­та­там его дей­ст­вия на при­ём­ни­ки из­лу­че­ния. Ряд за­дач фо­то­мет­рии ре­ша­ет­ся с учё­том зако­но­мер­но­стей вос­при­ятия че­ло­ве­че­ским гла­зом све­та и его отд. цве­то­вых со­став­ляю­щих. Изу­че­ни­ем са­мих этих за­ко­но­мер­но­стей за­ни­ма­ет­ся фи­зио­ло­гич. О., смы­каю­щая­ся с био­фи­зи­кой и пси­хо­ло­ги­ей и ис­сле­дую­щая ме­ха­низ­мы зре­ния.

    Физическая оптика

    Рас­смат­ри­ва­ет про­бле­мы, свя­зан­ные с про­цес­са­ми ис­пус­ка­ния све­та, при­ро­дой све­та и све­то­вых яв­ле­ний. Ут­вер­жде­ние, что свет есть по­пе­реч­ные элек­тро­маг­нит­ные вол­ны, яви­лось ре­зуль­та­том ог­ром­но­го чис­ла экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ний ди­фрак­ции све­та, ин­тер­фе­рен­ции све­та, по­ля­ри­за­ции све­та, рас­про­стра­не­ния све­та в ани­зо­троп­ных сре­дах (см. Кри­стал­ло­оп­ти­ка, Оп­ти­че­ская ани­зо­тро­пия). Со­во­куп­ность яв­ле­ний, в ко­то­рых про­яв­ля­ет­ся вол­но­вая при­ро­да све­та, изу­ча­ет­ся в круп­ном раз­де­ле фи­зич. О. – вол­но­вой оп­ти­ке. Её ма­те­ма­тич. ос­но­ва­ни­ем слу­жат об­щие урав­не­ния клас­сич. элек­тро­ди­на­ми­ки – Мак­свел­ла урав­не­ния. Свой­ст­ва сре­ды при этом ха­рак­те­ри­зу­ют­ся мак­ро­ско­пич. ма­те­ри­аль­ны­ми кон­стан­та­ми – зна­че­ния­ми ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти $\varepsilon$ и маг­нит­ной про­ни­цае­мо­сти $\mu$, вхо­дя­щи­ми в урав­не­ния Мак­свелла в ви­де ко­эф­фи­ци­ен­тов. Эти зна­че­ния од­но­знач­но оп­ре­де­ля­ют по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния сре­ды: $n=\sqrt{\varepsilon \mu}$.

    Фе­но­ме­но­ло­гич. вол­но­вая О., не рас­смат­ри­вая во­прос о свя­зи ве­ли­чин $\varepsilon$ и $\mu$ (оп­ре­де­ляе­мых экс­пе­ри­мен­таль­но) со струк­ту­рой ве­ще­ст­ва, по­зво­ля­ет объ­яс­нить все эм­пи­рич. за­ко­ны гео­мет­рич. О. и ус­та­но­вить гра­ни­цы её при­ме­ни­мо­сти. В от­ли­чие от гео­мет­ри­че­ской, вол­но­вая О. да­ёт воз­мож­ность рас­смат­ри­вать про­цес­сы рас­про­стра­не­ния све­та не толь­ко при раз­ме­рах, фор­ми­рую­щих (или рас­сеи­ваю­щих) све­то­вые пуч­ки сис­тем, зна­чи­тель­но бóльших дли­ны вол­ны из­лу­че­ния, но и при лю­бом со­от­но­ше­нии ме­ж­ду ни­ми. Во мно­гих слу­ча­ях ре­ше­ние кон­крет­ных за­дач ме­то­да­ми вол­но­вой О. ока­зы­ва­ет­ся чрез­вы­чай­но слож­ным. По­это­му по­лу­чи­ла раз­ви­тие ква­зи­оп­ти­ка, в ко­то­рой про­цес­сы рас­про­стра­не­ния, пре­лом­ле­ния и от­ра­же­ния вол­но­вых пуч­ков с се­че­ни­ем, бóльшим дли­ны вол­ны, опи­сы­ва­ют­ся гео­мет­ри­че­ски, но с учё­том ди­фрак­ци­он­ных вкла­дов и тем са­мым вол­но­вой при­ро­ды из­лу­че­ния. Гео­мет­ри­че­ский и вол­но­вой под­хо­ды фор­маль­но так­же объ­е­ди­ня­ют­ся в гео­мет­рич. тео­рии ди­фрак­ции, в ко­то­рой до­пол­ни­тель­но к па­даю­щим, от­ра­жён­ным и пре­лом­лён­ным лу­чам по­сту­ли­ру­ет­ся су­ще­ст­во­ва­ние ди­фра­ги­ро­ван­ных лу­чей.

    Ог­ром­ную роль в раз­ви­тии вол­но­вой О. сыг­ра­ло ус­та­нов­ле­ние свя­зи ве­ли­чин $\varepsilon$ и $\mu$ с мо­ле­ку­ляр­ной и кри­стал­лич. струк­ту­рой ве­ще­ст­ва. Она по­зво­ли­ла вый­ти да­ле­ко за рам­ки фе­но­ме­но­ло­гич. опи­са­ния оп­тич. яв­ле­ний и объ­яс­нить все про­цес­сы, со­про­во­ж­даю­щие рас­про­стра­не­ние све­та в рас­сеи­ваю­щих и ани­зо­троп­ных сре­дах и вбли­зи гра­ниц раз­де­лов сред с раз­ны­ми оп­тич. ха­рак­те­ристи­ка­ми, а так­же за­ви­си­мость оп­тич. свойств сред от дли­ны вол­ны (дис­пер­сию), влия­ние на све­то­вые яв­ле­ния в сре­дах темп-ры, дав­ле­ния, зву­ка, элек­три­че­ских и маг­нит­ных по­лей и др.

    Важ­ным для раз­ви­тия оп­тич. пред­став­ле­ний ста­ло от­кры­тие ме­та­ма­те­риа­лов – струк­тур с от­ри­ца­тель­ным по­ка­за­те­лем пре­лом­ле­ния, тео­ре­ти­че­ски ис­сле­до­ван­ных в 1967 В. Г. Ве­се­ла­го. На их ос­но­ве мо­гут быть соз­да­ны уст­рой­ства с уни­каль­ны­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми, прин­ци­пи­аль­но от­ли­чаю­щи­ми­ся от ха­рак­те­ри­стик оп­тич. сис­тем с обыч­ны­ми оп­тич. эле­мен­та­ми.

    В вол­но­вой О. па­ра­мет­ры сре­ды час­то счи­та­ют­ся не за­ви­ся­щи­ми ни от ин­тен­сив­но­сти све­та, ни от вре­ме­ни; со­от­вет­ст­вен­но, оп­тич. про­цес­сы опи­сы­ва­ют­ся ли­ней­ны­ми диф­фе­рен­ци­аль­ны­ми урав­не­ния­ми с по­сто­ян­ны­ми ко­эф­фи­ци­ен­та­ми. Од­на­ко во мно­гих слу­ча­ях, осо­бен­но при боль­ших ин­тен­сив­но­стях све­то­вых по­то­ков, это пред­по­ло­же­ние не­спра­вед­ли­во: по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния за­ви­сит от на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля све­то­вой вол­ны (не­ли­ней­ная по­ля­ри­зуе­мость ве­ще­ст­ва). Это при­во­дит к со­вер­шен­но но­вым яв­ле­ни­ям и за­ко­но­мер­но­стям, та­ким как из­ме­не­ние уг­ла пре­лом­ле­ния све­то­во­го пуч­ка на гра­ни­це двух сред при из­ме­не­нии его ин­тен­сив­но­сти, сжа­тие и рас­ши­ре­ние све­то­вых пуч­ков (са­мо­фо­ку­си­ров­ка све­та и его са­мо­де­фоку­си­ров­ка), из­ме­не­ние спек­траль­но­го со­ста­ва све­та, про­хо­дя­ще­го че­рез не­ли­ней­ную сре­ду (ге­не­ра­ция оп­тич. гар­мо­ник), взаи­мо­дей­ст­вие све­то­вых пуч­ков в ре­зуль­та­те мо­ду­ля­ции све­том ве­ли­чи­ны $\varepsilon$ и по­яв­ле­ние в из­лу­че­нии ком­би­на­ци­он­ных час­тот (па­ра­мет­рич. яв­ле­ния, см. Па­ра­мет­ри­че­ский ге­не­ра­тор све­та), само­ор­га­ни­за­ция све­то­вых струк­тур в сис­те­мах с об­рат­ной свя­зью и др. Эти явле­ния рас­смат­ри­ва­ют­ся в не­ли­ней­ной оп­ти­ке, по­лу­чив­шей боль­шое прак­тич. зна­че­ние в свя­зи с соз­да­ни­ем ла­зе­ров.

    Осо­бен­но вы­со­кие зна­че­ния на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля мож­но по­лу­чить при фо­ку­си­ров­ке из­лу­че­ния ла­зе­ров, ге­не­ри­рую­щих им­пуль­сы фем­то­се­кунд­ной дли­тель­но­сти. Соз­да­ние им­пульс­ных ла­зер­ных сис­тем фем­то­се­кунд­но­го диа­па­зо­на, спо­соб­ных ге­не­ри­ро­вать мощ­но­сти бо­лее 1 те­ра­ват­та (1ТВт = 1012Вт), и про­ек­ти­ро­ва­ние ус­та­но­вок пе­та­ватт­но­го диа­па­зо­на (1ПВт = 1015Вт) от­кры­ва­ют но­вые, ра­нее не­дос­туп­ные воз­мож­но­сти для ис­сле­до­ва­ния взаи­мо­дей­ст­вия из­лу­че­ния с ве­ще­ст­вом. Про­хо­ж­де­ние че­рез ве­ще­ст­во сверх­мощ­ных им­пуль­сов при­во­дит к но­вым ре­жи­мам взаи­мо­дей­ст­вия. Час­то речь идёт о взаи­мо­дей­ст­вии с плаз­мой, по­сколь­ку на­пря­жён­ность элек­трич. по­ля све­то­вой вол­ны пре­вос­хо­дит ту, что удер­жи­ва­ет элек­тро­ны в ато­ме. Ре­зуль­та­том это­го взаи­мо­дей­ст­вия мо­гут быть мощ­ные вспыш­ки вто­рич­но­го из­лу­че­ния в рент­ге­нов­ском диа­па­зо­не спек­тра.

    Хо­ро­шо опи­сы­вая рас­про­стра­не­ние све­та в ма­те­ри­аль­ных сре­дах, вол­но­вая О. не смог­ла удов­ле­тво­ри­тель­но объ­яснить про­цес­сы его ис­пус­ка­ния и по­гло­ще­ния. Ис­сле­до­ва­ние этих про­цес­сов (фо­то­эф­фект, фо­то­хи­мич. пре­вра­ще­ния мо­ле­кул, за­ко­но­мер­но­сти оп­тич. спек­тров и др.) и об­щие тер­мо­ди­на­мич. со­об­ра­же­ния о взаи­мо­дей­ст­вии элек­тро­маг­нит­но­го по­ля с ве­ще­ст­вом при­ве­ли к вы­во­ду, что эле­мен­тар­ная сис­те­ма (атом, мо­ле­ку­ла) мо­жет ис­пус­кать или по­гло­щать энер­гию элек­тро­маг­нит­но­го по­ля лишь дис­крет­ны­ми пор­ция­ми (кван­та­ми), про­пор­цио­наль­ны­ми час­то­те из­лу­че­ния $\nu$ (см. Из­лу­че­ние). По­это­му све­то­во­му элек­тро­маг­нит­но­му по­лю со­пос­тав­ля­ет­ся по­ток кван­тов све­та – фо­то­нов, рас­про­стра­няю­щих­ся в ва­куу­ме со ско­ро­стью све­та. В про­стей­шем слу­чае энер­гия, те­ряе­мая или при­об­ре­тае­мая изо­ли­ро­ван­ной кван­то­вой сис­те­мой при взаи­мо­дей­ст­вии с оп­тич. из­лу­че­ни­ем, рав­на энер­гии фо­то­на $h \nu$ ($h$ – по­сто­ян­ная План­ка), а в бо­лее слож­ном – сум­ме или раз­но­сти энер­гий не­сколь­ких фо­то­нов (см. Мно­го­фо­тон­ные про­цес­сы). Эф­фек­ты, в ко­то­рых при взаи­мо­дей­ст­вии све­та и ве­ще­ст­ва про­яв­ля­ют­ся кван­то­вые свой­ст­ва эле­мен­тар­ных сис­тем, рас­смат­ри­ва­ют­ся в кван­то­вой оп­ти­ке ме­то­да­ми, раз­ви­ты­ми в кван­то­вой ме­ха­ни­ке и кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ке. Важ­ны­ми объ­ек­та­ми, изу­чае­мы­ми в кван­то­вой О., яв­ля­ют­ся сжа­тые со­стоя­ния све­та и др. не­клас­сич. мак­ро­ско­пич. со­стоя­ния све­то­во­го по­ля.

    Двой­ст­вен­ность при­ро­ды све­та – на­ли­чие у не­го од­но­вре­мен­но ха­рак­тер­ных черт, при­су­щих и вол­нам, и час­ти­цам, – яв­ля­ет­ся ча­ст­ным слу­ча­ем кор­пус­ку­ляр­но-вол­но­во­го дуа­лиз­ма. Эта кон­цеп­ция бы­ла впер­вые сфор­му­ли­ро­ва­на имен­но для оп­тич. из­лу­че­ния; она ут­вер­ди­лась как уни­вер­саль­ная для всех час­тиц мик­ро­ми­ра по­сле об­на­ру­же­ния вол­но­вых свойств у ма­те­ри­аль­ных час­тиц (см. Ди­фрак­ция час­тиц) и лишь за­тем бы­ла экс­пе­ри­мен­таль­но под­твер­жде­на для ра­дио­из­лу­че­ния. От­кры­тие кван­то­вых яв­ле­ний в ра­дио­диа­па­зо­не во мно­гом стёр­ло рез­кую гра­ни­цу ме­ж­ду ра­дио­фи­зи­кой и О. Сна­ча­ла в ра­дио­фи­зи­ке, а за­тем в фи­зич. О. сфор­ми­ро­ва­лось но­вое на­прав­ле­ние, свя­зан­ное с ге­не­ра­ци­ей вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния и соз­да­ни­ем кван­то­вых уси­ли­те­лей и кван­то­вых ге­не­ра­то­ров из­лу­че­ния (ма­зе­ров и ла­зе­ров). В от­ли­чие от не­упо­ря­до­чен­но­го све­то­во­го по­ля обыч­ных (те­п­ло­вых и лю­ми­нес­цент­ных) ис­точ­ни­ков, из­лу­че­ние ла­зе­ров об­ла­да­ет боль­шой вре­меннóй и про­стран­ст­вен­ной упо­ря­до­чен­но­стью (ко­ге­рент­но­стью), вы­со­кой мо­но­хро­ма­тич­но­стью ($\Delta \nu/\nu$ дос­ти­га­ет 10–14, см. Мо­но­хро­ма­ти­че­ское из­лу­че­ние), пре­дель­но ма­лой, поч­ти ди­фрак­ци­он­ной рас­хо­ди­мо­стью пуч­ка и при фо­ку­си­ров­ке по­зво­ля­ет по­лу­чать не­дос­ти­жи­мые ни для ка­ких др. ис­точ­ни­ков из­лу­че­ния на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля, пре­вы­шаю­щие внут­ри­атом­ные. По­яв­ле­ние ла­зе­ров сти­му­ли­ро­ва­ло пе­ре­смотр и раз­ви­тие тра­ди­ци­он­ных и воз­ник­но­ве­ние но­вых на­прав­ле­ний фи­зич. О. Ока­за­лось воз­мож­ным прак­ти­че­ски реа­ли­зо­вать идеи го­ло­гра­фии, боль­шую роль ста­ли иг­рать ис­следо­ва­ния ста­ти­сти­ки из­лу­че­ния (ста­ти­сти­че­ская оп­ти­ка), сфор­ми­ро­ва­лась как са­мо­сто­ят. раз­дел не­ли­ней­ная О., по­лу­чи­ли раз­ви­тие ме­то­ды соз­да­ния уз­ко­на­прав­лен­ных ко­ге­рент­ных пуч­ков све­та и управ­ле­ния ими (ко­ге­рент­ная О.), в т. ч. ме­то­ды и сред­ст­ва ав­то­ма­тич. управ­ле­ния оп­тич. сис­те­ма­ми, по­зво­ляю­щие ком­пен­си­ро­вать ис­ка­же­ния све­то­вых пуч­ков, про­хо­дя­щих че­рез не­од­но­род­ные сре­ды (адап­тив­ная оп­ти­ка). Боль­шой ин­те­рес пред­став­ля­ет об­на­ру­жен­ное и тех­ни­че­ски реа­ли­зо­ван­ное в разл. ва­ри­ан­тах яв­ле­ние об­ра­ще­ния вол­но­во­го фрон­та. Осо­бую важ­ность при­об­ре­ло изу­че­ние кру­га яв­ле­ний, свя­зан­ных с воз­дей­ст­ви­ем ин­тен­сив­ных све­то­вых по­то­ков на ве­ще­ст­во, и на­ча­ла бы­ст­ро раз­ви­вать­ся ла­зер­ная тех­но­ло­гия. Раз­ви­тие ла­зер­ной тех­ни­ки при­ве­ло к но­во­му под­хо­ду при соз­да­нии оп­тич. эле­мен­тов и сис­тем, и в ча­ст­но­сти по­тре­бо­ва­ло раз­ра­бот­ки но­вых оп­тич. ма­те­риа­лов, про­пус­каю­щих без их по­вре­ж­де­ний ин­тен­сив­ные све­то­вые по­то­ки (си­ло­вая О.).

    Ус­пе­хи в ре­ше­нии об­рат­ных оп­тич. за­дач по­зво­ли­ли раз­ра­бо­тать пло­ские ди­фрак­ци­он­ные эле­мен­ты – фа­зо­вые пла­стин­ки, по­зво­ляю­щие в со­от­вет­ст­вии с за­да­вае­мым ал­го­рит­мом пре­об­ра­зо­вы­вать ам­пли­туд­но-фа­зо­вый про­филь све­то­вых пуч­ков.

    Раз­ви­тие на­но­тех­но­ло­гий ста­ло мощ­ным сти­му­лом фор­ми­ро­ва­ния на­но­фо­то­ни­ки – раз­де­ла О., в рам­ках ко­то­ро­го рас­смат­ри­ва­ют­ся оп­тич. яв­ле­ния в на­но­мет­ро­вой шка­ле. Осн. за­да­чей на­но­фо­то­ни­ки яв­ля­ет­ся рас­про­стра­не­ние оп­тич. тех­но­ло­гий на мас­шта­бы длин, на­хо­дящих­ся за ди­фрак­ци­он­ным пре­де­лом (ок. 200 нм). Пре­одо­леть ди­фрак­ци­он­ный пре­дел по­зво­ля­ет оп­тич. мик­ро­ско­пия ближ­не­го по­ля, ос­но­ван­ная на де­тек­ти­ро­ва­нии рас­сея­ния све­та от изу­чае­мо­го объ­ек­та на рас­стоя­ни­ях, мень­ших дли­ны вол­ны све­та.

    Физиологическая оптика

    Изу­ча­ет стро­е­ние и функ­цио­ни­ро­ва­ние все­го ап­па­ра­та зре­ния – от гла­за до ко­ры моз­га; раз­ра­ба­ты­ва­ет тео­рию зре­ния, вос­при­ятия све­та и цве­та. Ре­зуль­та­ты фи­зио­ло­гич. О. ис­поль­зу­ют­ся в ме­ди­ци­не, фи­зио­логии, тех­ни­ке при раз­ра­бот­ке раз­но­об­раз­ных уст­ройств – от ос­ве­тит. при­бо­ров и оч­ков до цвет­но­го ки­но и те­ле­ви­де­ния. Под­роб­нее см. в стать­ях Фи­зио­ло­ги­че­ская оп­ти­ка, Зре­ние, Ко­ло­ри­мет­рия.

    Практическое применение

    Все раз­де­лы О. име­ют раз­но­об­раз­ное прак­тич. при­ме­не­ние. За­да­чи ра­цио­наль­но­го ос­ве­ще­ния улиц, по­ме­ще­ний, ра­бо­чих мест на про­из­вод­ст­ве, зре­лищ, ис­то­рич. и ар­хит. па­мят­ни­ков и др. ре­ша­ют­ся све­то­тех­ни­кой на ос­но­ве гео­мет­рич. О. и фо­то­мет­рии с учё­том за­ко­нов фи­зио­ло­гич. О.; при этом ис­поль­зу­ют­ся дос­ти­же­ния фи­зич. О. (напр., для соз­да­ния лю­ми­нес­цент­ных ис­точ­ни­ков све­та) и оп­тич. тех­но­ло­гии (из­го­тов­ле­ние зер­кал, све­то­фильт­ров, эк­ра­нов и т. д.). О. ре­ша­ет за­да­чи по­лу­че­ния в разл. спек­траль­ных об­лас­тях изо­бра­же­ний, со­от­вет­ст­вую­щих ори­ги­на­лам как по гео­мет­рич. фор­ме, так и по рас­пре­де­ле­нию ярко­сти. Гео­мет­рич. О. с при­вле­че­ни­ем фи­зич. О. да­ёт от­вет на во­прос, как сле­ду­ет по­стро­ить оп­ти­че­скую сис­те­му, что­бы ка­ж­дая точ­ка объ­ек­та изо­бра­жа­лась так­же в ви­де точ­ки при со­хра­не­нии гео­мет­рич. по­до­бия изо­бра­же­ния объ­ек­ту. Она ука­зы­ва­ет на ис­точ­ни­ки ис­ка­же­ний изо­бра­же­ния и их уро­вень в ре­аль­ных оп­тич. сис­те­мах (см. Абер­ра­ции оп­ти­че­ских сис­тем).

    Воз­мож­но­сти по­лу­че­ния оп­тич. об­ра­зов без при­ме­не­ния фо­ку­си­рую­щих сис­тем рас­смат­ри­ва­ет го­ло­гра­фия, в ос­но­ву ко­то­рой по­ло­же­на идея об од­но­знач­ной свя­зи фор­мы те­ла с про­стран­ст­вен­ным рас­пре­де­ле­ни­ем ам­пли­туд и фаз рас­про­стра­няю­щих­ся от не­го (рас­се­ян­ных им) све­то­вых волн. Для ре­ги­ст­ра­ции рас­пре­де­ле­ния ам­пли­туд и фаз по­ля в го­ло­гра­фии ис­поль­зу­ет­ся мо­но­хро­ма­тич. из­лу­че­ние. По­это­му бур­ное раз­ви­тие го­ло­гра­фии свя­за­но с от­крыв­ши­ми­ся в ре­зуль­та­те раз­ра­бот­ки ла­зе­ров воз­мож­но­стя­ми по­лу­чать ин­тен­сив­ные ко­ге­рент­ные оп­тич. по­ля, а так­же с её ши­ро­ким прак­тич. при­ме­не­ни­ем (изу­че­ние плаз­мы, ис­сле­до­ва­ние де­фор­ма­ции тел, рас­по­зна­ва­ние об­ра­зов, оп­ти­че­ская об­ра­бот­ка ин­фор­ма­ции и др.). Оп­тич. яв­ле­ния и ме­то­ды, раз­ра­бо­тан­ные в О., ис­поль­зу­ют­ся для ана­ли­тич. це­лей и кон­тро­ля в са­мых разл. об­лас­тях нау­ки и тех­ни­ки.

    Осо­бое ме­сто в кру­гу на­уч. и прак­тич. за­дач, ре­шае­мых сред­ст­ва­ми ко­ге­рент­ной О., за­ни­ма­ют мет­ро­ло­гич. за­да­чи. Ис­поль­зо­ва­ние средств ин­тер­фе­ро­мет­рии, го­ло­гра­фии, до­п­ле­ров­ской ане­мо­мет­рии по­зво­ля­ет про­из­во­дить вы­со­ко­точ­ные из­ме­ре­ния боль­шо­го чис­ла раз­мер­ных и ди­на­мич. па­ра­мет­ров разл. объ­ек­тов. Струк­тур­ные па­ра­мет­ры, та­кие как тол­щи­на плё­нок, вы­со­та мик­ро­рель­е­фа, раз­ме­ры не­од­но­род­но­стей, ве­ли­чи­на де­фор­ма­ции, и ди­на­мич. ха­рак­те­ри­сти­ки ис­сле­дуе­мых объ­ек­тов, свя­зан­ные со сме­ще­ни­ем, ус­ко­ре­ни­ем, уве­рен­но оп­ре­де­ля­ют­ся с точ­но­стью до со­тых до­лей дли­ны вол­ны ис­поль­зуе­мо­го оп­тич. из­лу­че­ния. Сред­ст­ва из­ме­ре­ния, ос­но­ван­ные на эф­фек­тах ко­ге­рент­но­сти оп­тич. волн, не­за­ме­ни­мы в ка­че­ст­ве ин­ст­ру­мен­тов про­из­водств. кон­тро­ля и со­став­ля­ют ос­но­ву мн. эта­лон­ных по­ве­роч­ных средств бла­го­да­ря от­но­си­тель­ной про­сто­те реа­ли­зации, ус­той­чи­во­сти, вы­со­кой точ­но­сти и вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­сти. Со­вер­шен­ст­во­ва­ние ме­то­дов оп­тич. из­ме­ре­ний свя­за­но так­же с учё­том фрак­таль­ных свойств объ­ек­тов и взаи­мо­дей­ст­вую­ще­го с ни­ми из­лу­че­ния.

    Уни­каль­ной чув­ст­ви­тель­но­стью об­ла­да­ют из­ме­рит. уст­рой­ст­ва, ис­поль­зую­щие ин­тер­фе­рен­цию све­та. Ин­тер­фе­ро­мет­ры ши­ро­ко при­ме­ня­ют для из­ме­ре­ний длин волн и изу­че­ния струк­ту­ры спек­траль­ных ли­ний, оп­ре­де­ле­ния по­ка­за­те­лей пре­лом­ле­ния про­зрач­ных сред, аб­со­лют­ных и от­но­сит. из­ме­ре­ний длин, из­ме­ре­ний уг­ло­вых раз­ме­ров звёзд и др. кос­мич. объ­ек­тов.

    Осо­бен­но боль­шое зна­че­ние име­ют ме­то­ды спек­траль­но­го ана­ли­за и лю­ми­нес­цент­но­го ана­ли­за, ос­но­ван­ные на свя­зи спек­тров ис­пус­ка­ния, по­гло­ще­ния и рас­сея­ния со струк­ту­рой ато­мов и мо­ле­кул и с внут­ри- и меж­мо­ле­ку­ляр­ны­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми. По ви­ду спек­тров и их из­ме­не­нию со вре­ме­нем или под дей­ст­ви­ем на ве­ще­ст­во внеш­них фак­то­ров мож­но ус­та­но­вить атом­ный и мо­ле­ку­ляр­ный со­став, аг­ре­гат­ное со­стоя­ние и внутр. струк­ту­ру ве­ще­ст­ва, про­сле­дить за ки­не­ти­кой и де­та­ля­ми про­те­каю­щих в нём фи­зич. и хи­мич. про­цес­сов. Совр. раз­ви­тие оп­ти­че­ской спек­тро­ско­пии тес­но свя­за­но с ис­поль­зо­ва­ни­ем ла­зе­ров, ко­то­рые не толь­ко рас­ши­ри­ли воз­мож­но­сти её клас­сич. раз­де­лов, но и при­ве­ли к раз­ви­тию но­во­го на­прав­ле­ния – ли­ней­ной и не­ли­ней­ной ла­зер­ной спек­тро­ско­пии. Дос­ти­же­ния в об­лас­ти ге­не­ра­ции сверх­ко­рот­ких (пи­ко- и фем­то­се­кунд­ных) све­то­вых им­пуль­сов оп­ре­де­ли­ли про­гресс спек­тро­ско­пии пи­ко­се­кунд­ных им­пуль­сов, по­зво­ляю­щей ис­сле­до­вать ки­не­ти­ку быс­тро­про­те­каю­щих внут­ри- и меж­мо­ле­ку­ляр­ных про­цес­сов, в ча­ст­но­сти в био­ло­гич. объ­ек­тах (см. Фемто- и пи­ко­се­кунд­ная спек­тро­ско­пия). 

    Зна­чи­тель­но рас­ши­рить воз­мож­но­сти спек­тро­ско­пии по­зво­ля­ет ис­поль­зо­ва­ние ис­точ­ни­ков син­хро­трон­но­го из­лу­че­ния, об­ла­даю­ще­го зна­чит. ин­тен­сив­но­стью и не­пре­рыв­ным спек­тром в уль­тра­фио­ле­то­вой и рент­ге­нов­ской об­лас­тях спек­тра.

    Боль­шое прак­тич. зна­че­ние име­ет дис­тан­ци­он­ное зон­ди­ро­ва­ние ат­мо­сфе­ры с по­мо­щью ла­зер­ных уст­ройств (ли­да­ров) и оп­ре­де­ле­ние при­сут­ст­вия в ней ма­лых при­ме­сей разл. ве­ществ.

    Яв­ле­ние по­ля­ри­за­ции све­та ле­жит в ос­но­ве ря­да ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры ве­ще­ст­ва с по­мо­щью мно­го­числ. по­ля­ри­за­ци­он­ных при­бо­ров. По из­ме­не­нию сте­пе­ни по­ля­ри­за­ции (де­по­ля­ри­за­ции) све­та при рас­сея­нии и лю­ми­нес­цен­ции мож­но су­дить о те­п­ло­вых и струк­тур­ных флук­туа­ци­ях в ве­ще­ст­ве, флук­туа­ци­ях кон­цен­тра­ции рас­тво­ров, о внут­ри- и меж­мо­ле­ку­ляр­ной пе­ре­да­че энер­гии, струк­ту­ре и рас­по­ло­же­нии из­лу­чаю­щих цен­тров и т. д. Ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся по­ля­ри­за­ци­он­но-оп­тич. ме­тод ис­сле­до­ва­ния на­пря­же­ний, воз­ни­каю­щих в твёр­дых те­лах (напр., при ме­ха­нич. на­груз­ках), по из­ме­не­нию по­ля­ри­за­ции про­шед­ше­го че­рез те­ло све­та, а так­же ме­тод ис­сле­до­ва­ния свойств по­верх­но­сти тел по из­ме­не­нию по­ля­ри­за­ции при от­ра­же­нии све­та (эл­лип­со­мет­рия). В кри­стал­ло­оп­ти­ке по­ля­ри­за­ци­он­ные ме­то­ды ис­поль­зу­ют­ся для изу­че­ния струк­ту­ры кри­стал­лов, в хи­мич. пром-сти – как кон­троль­ные ме­то­ды при про­из-ве оп­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ, в оп­тич. при­бо­ро­строе­нии – для по­вы­ше­ния точ­но­сти от­счё­тов при­бо­ров (напр., фо­то­мет­ров). 

    Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ди­фрак­ци­он­ные ре­шёт­ки как дис­пер­ги­рую­щие эле­мен­ты в спек­траль­ных при­бо­рах (мо­но­хро­ма­то­рах, спек­тро­гра­фах, спек­тро­фо­то­мет­рах и др.) и как эле­мен­ты ре­зо­на­то­ров в ла­зе­рах с пе­ре­строй­кой час­то­ты из­лу­че­ния. Они ис­поль­зу­ют­ся так­же в ка­че­ст­ве от­вет­ви­те­лей мо­но­хро­ма­тич. (ла­зер­но­го) из­лу­че­ния, ве­ли­ка их роль в ин­те­граль­ных оп­тич. уст­рой­ст­вах. Ди­фрак­ция све­та на ульт­ра­зву­ке в про­зрач­ных сре­дах по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить уп­ру­гие кон­стан­ты ве­ще­ст­ва, а так­же соз­дать аку­сто­оп­тич. мо­ду­ля­то­ры све­та (см. так­же Аку­сто­оп­ти­ка), при­ме­няе­мые в све­то­даль­но­ме­рах, оп­тич. ло­ка­то­рах и сис­те­мах оп­тич. свя­зи.

    Оп­тич. ме­то­ды, ос­но­ван­ные на ана­ли­зе рас­сея­ния све­та, по­слу­жи­ли од­ной из су­ще­ст­вен­ных ос­нов ста­нов­ле­ния мо­ле­ку­ляр­ной фи­зи­ки и её при­ло­же­ний. Так, не­фе­ло­мет­рия да­ёт воз­мож­ность по­лу­чать дан­ные о меж­мо­ле­ку­ляр­ном взаи­мо­дей­ст­вии в рас­тво­рах, оп­ре­де­лять раз­ме­ры и мо­ле­ку­ляр­ную мас­су мак­ро­мо­ле­кул по­ли­ме­ров, а так­же час­тиц в кол­ло­ид­ных сис­те­мах, взве­сях и зо­лях. Цен­ные све­де­ния о струк­ту­ре уров­ней энер­гии мо­ле­кул, их взаи­мо­дей­ст­вии и строе­нии ве­ще­ст­ва да­ёт изу­че­ние ком­би­на­ци­он­но­го рас­сея­ния све­та и Ман­дель­шта­ма – Брил­лю­эна рас­сея­ния. Ис­поль­зо­ва­ние ла­зе­ров рез­ко уве­ли­чи­ло ин­фор­ма­тив­ность спек­тро­ско­пии рас­сея­ния, при­ве­ло к от­кры­тию вы­ну­ж­ден­но­го рас­сея­ния све­та и к раз­ви­тию но­во­го на­прав­ле­ния – ак­тив­ной ла­зер­ной спек­тро­ско­пии, ос­но­ван­ной на воз­дей­ст­вии ла­зер­но­го из­лу­че­ния на рас­пре­де­ле­ние рас­сеи­ваю­щих час­тиц (мо­ле­кул) по энер­ге­тич. со­стоя­ни­ям.

    Чрез­вы­чай­но ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся фо­то­элек­трон­ные при­бо­ры, ос­но­ван­ные на кван­то­вых оп­тич. яв­ле­ни­ях, – фо­то­эле­мен­ты и фо­то­элек­трон­ные ум­но­жи­те­ли, фо­то­дио­ды, фо­то­со­про­тив­ле­ния, элек­трон­но-оп­тич. пре­об­ра­зо­ва­те­ли, пе­ре­даю­щие те­ле­ви­зи­он­ные труб­ки и др. Фо­то­эле­мен­ты ис­поль­зу­ют­ся не толь­ко для ре­ги­ст­ра­ции из­лу­че­ния, но и как уст­рой­ст­ва, пре­об­ра­зую­щие лу­чи­стую энер­гию Солн­ца в элек­трич. энер­гию (сол­неч­ные ба­та­реи). Фо­то­хи­мич. дей­ст­вие све­та ле­жит в ос­но­ве фо­то­гра­фии и изу­ча­ет­ся в спец. об­лас­ти, по­гра­нич­ной ме­ж­ду хи­ми­ей и О., – фо­то­хи­мии. Из­ме­не­ние оп­тич. свойств ве­ществ под дей­ст­ви­ем све­та (фо­то­хро­мизм) ис­поль­зу­ет­ся при раз­ра­бот­ках но­вых сис­тем оп­ти­че­ской за­пи­си и хра­не­ния ин­фор­ма­ции для нужд вы­чис­лит. тех­ни­ки и соз­да­ния за­щит­ных све­то­фильт­ров, ав­то­ма­ти­че­ски уве­ли­чи­ваю­щих по­гло­ще­ние све­та при воз­рас­та­нии его ин­тен­сив­но­сти. По­лу­че­ние мощ­ных по­то­ков мо­но­хро­ма­тич. ла­зер­но­го из­лу­че­ния с раз­ны­ми дли­на­ми волн от­кры­ло путь к раз­ра­бот­ке ме­то­дов ла­зер­но­го раз­де­ле­ния изо­то­пов и сти­му­ли­ро­ва­ния на­прав­лен­но­го про­те­ка­ния хи­мич. ре­ак­ций, по­зво­ли­ло най­ти но­вые, не­тра­ди­ци­он­ные при­ме­не­ния О. в био­фи­зи­ке (воз­дей­ст­вие ла­зер­ных све­то­вых по­то­ков на био­ло­гич. объ­ек­ты на мо­ле­ку­ляр­ном уров­не) и ме­ди­ци­не. В тех­ни­ке ис­поль­зо­ва­ние ла­зе­ров при­ве­ло к по­яв­ле­нию оп­тич. ме­то­дов об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов (см., напр., Ла­зер­ный от­жиг). Бла­го­да­ря воз­мож­но­сти с по­мо­щью ла­зе­ров за ко­рот­кое вре­мя кон­цен­три­ро­вать на пло­щад­ках с ли­ней­ны­ми раз­ме­ра­ми ок. 10 мкм боль­шие мощ­но­сти из­лу­че­ния ин­тен­сив­но раз­ви­ва­ет­ся оп­тич. ме­тод по­лу­че­ния вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной плот­ной плаз­мы с це­лью осу­ще­ст­в­ле­ния управ­ляе­мо­го тер­мо­ядер­но­го син­те­за (см. Ла­зер­ный тер­мо­ядер­ный син­тез).

    Ус­пе­хи О. сти­му­ли­ро­ва­ли раз­ви­тие оп­то­элек­тро­ни­ки, ко­то­рая изу­ча­ет эф­фек­ты вза­им­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния оп­тич. из­лу­че­ния и элек­трич. сиг­на­лов в твёр­дом те­ле. В оп­то­элек­тро­ни­ке ус­лов­но вы­де­ля­ют фо­то­ни­ку и оп­тро­ни­ку. В фо­то­ни­ке ис­сле­ду­ют­ся ме­то­ды соз­да­ния уст­ройств, пред­на­зна­чен­ных для хра­не­ния, пе­ре­да­чи, об­ра­бот­ки и ото­бра­же­ния ин­фор­ма­ции, пе­ре­да­вае­мой в ви­де оп­тич. сиг­на­лов. Од­на из осн. за­дач фо­то­ни­ки – раз­ра­бот­ка спо­со­бов управ­ле­ния све­том при по­мо­щи све­та. Це­лью оп­тро­ни­ки яв­ля­ет­ся раз­ви­тие ме­то­дов соз­да­ния оп­трон­ных схем – элек­трон­ных уст­ройств с внутр. оп­тич. свя­зя­ми (см. Оп­трон). Тех­нич. ос­но­ва оп­то­элек­тро­ни­ки – ин­те­граль­ная оп­ти­ка, ши­ро­ко ис­поль­зую­щая вол­но­вод­ные сис­те­мы и мно­го­функ­цио­наль­ные ми­ниа­тюр­ные мо­ду­ли с ли­ней­ным и не­ли­ней­ным пре­об­ра­зо­ва­ни­ями оп­тич. из­лу­че­ния. Эле­мент­ная ба­за уст­ройств ин­те­граль­ной О. час­то вклю­ча­ет мик­ро­ла­зе­ры, в ко­то­рых в ка­че­ст­ве из­лу­чаю­щих цен­тров ис­поль­зу­ют­ся ге­те­ро­ст­рук­ту­ры с по­ни­жен­ной раз­мер­но­стью (кван­то­вые ямы, кван­то­вые про­во­ло­ки и кван­то­вые точ­ки). Ве­дут­ся раз­ра­бот­ки оп­ти­че­ско­го ком­пь­ю­те­ра.

    С по­яв­ле­ни­ем ла­зе­ров даль­ней­шее раз­ви­тие по­лу­чи­ли оп­тич. даль­но­мет­рия (см. Све­то­даль­но­мер), оп­ти­че­ская ло­ка­ция и оп­ти­че­ская связь. Оп­тич. даль­но­ме­ры при­ме­ня­ют­ся в гео­де­зич. прак­ти­ке, при стро­ит. ра­бо­тах и др. Ме­то­да­ми оп­тич. ло­ка­ции бы­ло уточ­не­но рас­стоя­ние до Лу­ны, ве­дёт­ся сле­же­ние за ИСЗ; по ли­ни­ям ла­зер­ной оп­тич. свя­зи ве­дут­ся те­ле­фон­ные пе­ре­го­во­ры и пе­ре­да­ют­ся изо­бра­же­ния. Соз­да­ние во­ло­кон­ных све­то­во­дов с ма­лым за­ту­ха­ни­ем (см. Во­ло­кон­ная оп­ти­ка) по­влек­ло за со­бой прак­тич. раз­ра­бот­ки сис­тем ка­бель­ной оп­тич. свя­зи, имею­щей ряд пре­иму­ществ по срав­не­нию с элек­трич. про­вод­ной свя­зью. На­блю­дае­мые в во­ло­кон­ных све­то­во­дах не­ли­ней­ные эф­фек­ты, та­кие как па­ра­мет­рич. уси­ле­ние све­та, вы­ну­ж­ден­ное рас­сея­ние све­та (ком­би­на­ци­он­ное и Ман­дель­шта­ма – Брил­лю­эна), ус­пеш­но ис­поль­зу­ют­ся в соз­да­нии и раз­ра­бот­ке во­ло­кон­ных ла­зе­ров, уси­ли­те­лей и пре­об­ра­зо­ва­те­лей па­ра­мет­ров из­лу­че­ния. При оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях не­ли­ней­ные эф­фек­ты мо­гут быть ис­поль­зо­ва­ны для уве­ли­че­ния ско­ро­сти и даль­но­сти пе­ре­да­чи ин­фор­ма­ции. Осо­бо сле­ду­ет упо­мя­нуть пе­ре­да­чу ин­фор­ма­ции оп­тич. со­ли­то­на­ми – ла­зер­ны­ми им­пуль­са­ми, ко­то­рые за счёт не­ли­ней­ных и дис­пер­си­он­ных эф­фек­тов рас­про­стра­ня­ют­ся по све­то­во­ду без из­ме­не­ния фор­мы. 

    Исторический очерк

    Ещё в Древ­ней Гре­ции бы­ли от­кры­ты за­ко­ны пря­мо­ли­ней­но­го рас­про­стра­не­ния и от­ра­же­ния све­та (Ари­сто­тель, Пла­тон, Евк­лид). В сред­ние ве­ка ста­ли из­вест­ны эм­пи­рич. пра­ви­ла по­строе­ния изо­бра­же­ний, да­вае­мых лин­за­ми; ок. 1590 З. Ян­сен по­стро­ил пер­вый двух­лин­зо­вый мик­ро­скоп; в 1609 Г. Га­ли­лей изо­брёл те­ле­скоп. Точ­ные за­ко­ны пре­лом­ле­ния све­та экс­пе­ри­мен­таль­но ус­та­нов­ле­ны ок. 1620 В. Снел­лиу­сом и в 1637 Р. Де­кар­том. По­сле­дую­щей фор­му­ли­ров­кой Фер­ма прин­ци­па (1660) был за­вер­шён фун­да­мент по­строе­ния гео­мет­рич. оп­ти­ки.

    Даль­ней­шее раз­ви­тие О. свя­за­но с от­кры­тия­ми ди­фрак­ции и ин­тер­фе­рен­ции све­та (Ф. М. Гри­маль­ди, опубл. в 1665), двой­но­го лу­че­пре­лом­ле­ния (Э. Бар­то­лин, 1669) и с ра­бо­та­ми И. Нью­то­на, P. Гу­ка и X. Гюй­ген­са. Нью­тон об­ра­тил вни­ма­ние на пе­рио­дич­ность све­то­вых яв­ле­ний и до­пус­тил воз­мож­ность их вол­но­вой ин­тер­пре­та­ции, но от­дал пред­поч­те­ние кор­пус­ку­ляр­ной кон­цеп­ции све­та, счи­тая его по­то­ком час­тиц, дей­ст­вую­щих на эфир. Дви­же­ни­ем све­то­вых час­тиц че­рез эфир пе­ре­мен­ной плот­но­сти и их взаи­мо­дей­ст­ви­ем с ма­те­ри­аль­ны­ми те­ла­ми, по Нью­то­ну, обу­слов­ле­ны пре­лом­ле­ние и от­ра­же­ние све­та, цве­та тон­ких плё­нок, ди­фрак­ция све­та и его дис­пер­сия. Нью­тон осоз­нал по­ля­ри­за­цию как «из­на­чаль­ное» свой­ст­во све­та, объ­яс­няе­мое оп­ре­де­лён­ной ори­ен­та­ци­ей све­то­вых час­тиц по от­но­ше­нию к об­ра­зуе­мо­му ими лу­чу. Гюй­генс по­ла­гал, что све­то­вое воз­бу­ж­де­ние есть им­пуль­сы уп­ру­гих ко­ле­ба­ний эфи­ра, рас­про­стра­няю­щие­ся с боль­шой, но ко­неч­ной ско­ростью. Пер­вое экс­пе­рим. оп­ре­де­ле­ние ско­ро­сти све­та про­из­вёл в 1675 О. Рё­мер. Наи­боль­шим вкла­дом Гюй­ген­са в О. яв­ля­ет­ся фор­му­ли­ров­ка Гюй­ген­са – Фре­не­ля прин­ци­па, а так­же объ­яс­не­ние двой­но­го лу­че­пре­лом­ле­ния. Од­на­ко Гюй­генс не раз­ра­бо­тал по­сле­до­ва­тель­ную вол­но­вую тео­рию све­та, ко­то­рая вы­дер­жа­ла бы про­ти­во­по­став­ле­ние воз­зре­ни­ям Нью­то­на.

    Окон­ча­тель­ное ут­вер­жде­ние вол­но­вой О. свя­за­но с ра­бо­та­ми Т. Юн­га и О. Фре­не­ля. В 1801 Юнг сфор­му­ли­ро­вал прин­цип ин­тер­фе­рен­ции, по­зво­лив­ший ему объ­яс­нить цве­та тон­ких плё­нок (см. По­ло­сы рав­ной тол­щи­ны). Опи­ра­ясь на этот прин­цип, Фре­нель по-но­во­му ис­тол­ко­вал прин­цип Гюй­ген­са, дал удов­ле­тво­ри­тель­ное вол­но­вое объ­яс­не­ние пря­мо­ли­ней­но­сти рас­про­стра­не­ния све­та и объ­яс­нил мно­го­числ. ди­фрак­цион­ные яв­ле­ния. В опы­тах Фре­не­ля и Д. Ф. Ара­го бы­ло ус­та­нов­ле­но, что вол­ны, по­ля­ри­зо­ван­ные пер­пен­ди­ку­ляр­но друг дру­гу, не ин­тер­фе­ри­ру­ют; это да­ло ос­но­ва­ние вы­ска­зать идею о по­пе­реч­но­сти све­то­вых ко­ле­ба­ний, ис­хо­дя из ко­то­рой Фре­нель по­стро­ил тео­рию кри­стал­ло­оп­тич. яв­ле­ний. Т. о., все из­вест­ные к то­му вре­ме­ни оп­тич. яв­ле­ния по­лу­чи­ли вол­но­вую ин­тер­пре­та­цию. Де­таль­ная раз­ра­бот­ка пред­став­ле­ний о све­те как о по­пе­реч­ных уп­ру­гих ко­ле­ба­ни­ях эфи­ра при­во­ди­ла к не­об­хо­ди­мо­сти ис­кусств. тео­ре­тич. по­строе­ний (так, эфир на­де­лял­ся свой­ст­ва­ми твёр­до­го со­стоя­ния и в то же вре­мя до­пус­ка­лось, что в нём мо­гут сво­бод­но пе­ре­ме­щать­ся те­ла). Эти труд­но­сти бы­ли раз­ре­ше­ны при по­сле­до­ват. раз­ви­тии уче­ния Дж. К. Мак­свел­ла об элек­тро­маг­нит­ном по­ле. Ос­но­вы­ва­ясь на от­кры­тии М. Фа­ра­дея, Мак­свелл при­шёл к вы­во­ду, что свет – это элек­тро­маг­нит­ные, а не уп­ру­гие вол­ны.

    Пер­вым ука­за­ни­ем на не­по­сред­ст­вен­ную связь элек­тро­маг­не­тиз­ма с О. бы­ло от­кры­тие М. Фа­ра­де­ем (1845) вра­ще­ния плос­ко­сти по­ля­ри­за­ции све­та в маг­нит­ном по­ле (Фа­ра­дея эф­фект). Да­лее бы­ло ус­та­нов­ле­но, что от­но­ше­ние элек­тро­маг­нит­ных и элек­тро­ста­тич. еди­ниц си­лы то­ка по аб­со­лют­ной ве­ли­чи­не и раз­мерно­сти сов­па­да­ет со ско­ро­стью све­та $c$ (В. Э. Ве­бер, Ф. Коль­ра­уш, 1856). Дж. К. Мак­свелл тео­ре­ти­че­ски по­ка­зал, а Г. Р. Герц в 1888 под­твер­дил экс­пе­ри­мен­таль­но, что из­ме­не­ния элек­тро­маг­нит­но­го по­ля рас­про­стра­ня­ют­ся в ва­куу­ме имен­но с этой ско­ро­стью. В про­зрач­ной сре­де ско­рость све­та $v=c/n=c/\sqrt{\varepsilon \mu}$, т. е. оп­ре­де­ля­ет­ся ди­элек­три­че­ской $\varepsilon$ и маг­нит­ной $\mu$ про­ни­цае­мо­стя­ми сре­ды. От­кры­тие в 1862 франц. фи­зи­ком Ф. Ле­ру ано­маль­ной дис­пер­сии све­та, свя­зан­ной с по­гло­ще­ни­ем све­та, при­ве­ло к пред­став­ле­нию о ве­ще­ст­ве как о со­во­куп­но­сти ос­цил­лято­ров, с ко­то­ры­ми взаи­мо­дей­ству­ет свет (нем. фи­зик В. Зель­мей­ер, 1872). В 1890-х гг. П. Дру­де, Г. Гельм­гольц и X. Ло­ренц при раз­ра­бот­ке элек­трон­ной тео­рии строе­ния ве­ще­ст­ва объ­е­ди­ни­ли идею об ос­цил­ля­то­рах и элек­тро­маг­нитную тео­рию све­та. Пред­став­ле­ние об элек­тро­нах как об ос­цил­ля­то­рах, ко­то­рые вхо­дят в со­став ато­мов и мо­ле­кул и спо­соб­ны со­вер­шать в них ко­ле­ба­ния, по­зво­ли­ло опи­сать мн. оп­тич. яв­ле­ния, в т. ч. нор­маль­ную и ано­маль­ную дис­пер­сии све­та. Под­твер­жде­ни­ем пред­став­ле­ний о том, что из­лу­че­ние и по­гло­щение све­та оп­ре­де­ля­ют­ся по­ве­де­ни­ем элек­тро­нов в ато­мах, яви­лось от­кры­тие в 1896 П. Зее­ма­ном и ис­тол­ко­ва­ние в 1897 Ло­рен­цем дей­ст­вия маг­нит­но­го по­ля на час­то­ты из­лу­че­ния и по­гло­ще­ния ато­мов (Зее­ма­на эф­фект). В пол­ном со­гла­сии с тео­ри­ей Мак­свел­ла ока­за­лась и ве­ли­чи­на дав­ле­ния све­та, из­ме­рен­ная П. Н. Ле­бе­де­вым в 1899. Элек­тро­маг­нит­ная тео­рия све­та ста­ла от­прав­ным пунк­том и при соз­да­нии от­но­си­тель­но­сти тео­рии. Пло­до­твор­ность клас­сич. элек­тро­ди­на­мич. тео­рии све­та Мак­свел­ла – Ло­рен­ца не­од­но­крат­но под­твер­жда­лась и в даль­ней­шем, напр. при ис­тол­ко­ва­нии И. Е. Там­мом и И. М. Фран­ком (1937) Ва­ви­ло­ва – Че­рен­ко­ва из­лу­че­ния, в вы­дви­же­нии Д. Га­бо­ром (1947) идеи го­ло­гра­фии (с за­пи­сью вол­но­во­го по­ля в од­ной плос­ко­сти), в раз­ра­бот­ке ори­ги­наль­но­го на­прав­ле­ния трёх­мер­ной голо­гра­фии, на­ча­ло ко­то­ро­му по­ло­жи­ли ра­бо­ты Ю. Н. Де­ни­сю­ка (1962).

    Элек­тро­ди­на­мич. тео­рия, од­на­ко, ока­за­лась не­дос­та­точ­ной для опи­са­ния про­цес­сов по­гло­ще­ния и ис­пус­ка­ния све­та. М. Планк, ана­ли­зи­руя спек­тры из­лу­че­ния аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла, при­шёл к за­клю­че­нию (1900), что эле­мен­тар­ная ко­ле­ба­тель­ная сис­те­ма (атом, мо­ле­ку­ла) от­да­ёт вол­но­вую энер­гию элек­тро­маг­нит­но­му по­лю или по­лу­ча­ет её от не­го не не­пре­рыв­но, а пор­ция­ми, про­пор­цио­наль­ны­ми час­то­те ко­ле­ба­ний, – кван­та­ми. Ра­бо­ты План­ка и А. Эйн­штей­на (1905), ко­то­рый при­пи­сал кван­там кро­ме энер­гии так­же им­пульс и мас­су, вер­ну­ли О. мн. чер­ты кор­пус­ку­ляр­ных пред­став­ле­ний. Ин­тен­сив­ность элек­тро­маг­нит­но­го по­ля в кван­то­вой О. оп­ре­де­ля­ет ве­ро­ят­ность об­на­ру­же­ния фо­то­на, а струк­ту­ра по­ля от­ра­жа­ет кван­то­вую струк­ту­ру ан­самб­ля эле­мен­тар­ных из­лу­ча­те­лей (ато­мов, мо­ле­кул) и рас­пре­де­ле­ние ак­тов из­лу­че­ния во вре­ме­ни. Т. о., при со­хра­не­нии фи­зич. смыс­ла по­ля фо­то­ны, воз­ни­каю­щие при ак­тах ис­пус­ка­ния све­та и су­ще­ст­вую­щие толь­ко при дви­же­нии со ско­ро­стью све­та, при­об­ре­ли чер­ты ма­те­ри­аль­ных час­тиц. Пред­став­ле­ние о све­те как о по­то­ке фо­то­нов по­зво­ли­ло Эйн­штей­ну объ­яс­нить осн. за­ко­ны фото­эф­фек­та, впер­вые ис­сле­до­ван­ные А. Г. Сто­ле­то­вым в 1888–90, да­ло на­гляд­ное ис­тол­ко­ва­ние су­ще­ст­во­ва­нию ко­рот­ко­вол­но­вой гра­ни­цы в тор­моз­ном из­лу­че­нии элек­тро­нов, Ком­пто­на эф­фек­ту, от­кры­то­му в 1922, сто­ксо­ву сдви­гу час­то­ты из­лу­че­ния фо­то­лю­ми­нес­цен­ции, ком­би­на­ци­он­но­му рас­сея­нию све­та (от­кры­то­му в 1928 Л. И. Ман­дель­шта­мом и Г. С. Ланд­сбер­гом и не­за­ви­си­мо Ч. В. Ра­ма­ном и инд. фи­зи­ком К. С. Кри­шна­ном) и др. яв­ле­ни­ям взаи­мо­дей­ст­вия све­та с ве­ще­ст­вом.

    В совр. О. кван­то­вые пред­став­ле­ния не про­ти­во­пос­тав­ля­ют­ся вол­но­вым, а со­че­та­ют­ся на ос­но­ве кван­то­вой ме­ха­ни­ки и кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ки. Кван­то­вая тео­рия по­зво­ли­ла дать ин­тер­пре­та­цию спек­трам ато­мов, мо­ле­кул и ио­нов, объ­яс­нить воз­дей­ст­вие элек­трич., маг­нит­ных и аку­стич. по­лей на спек­тры, ус­та­но­вить за­ви­си­мость ха­рак­те­ра спек­тра от ус­ло­вий воз­бу­ж­де­ния и т. д. При­ме­ром об­рат­но­го влия­ния О. на раз­ви­тие кван­то­вой тео­рии мо­жет слу­жить от­кры­тие собств. ме­ха­нич. мо­мен­та (спи­на) и свя­зан­но­го с ним собств. маг­нит­но­го мо­мен­та у элек­тро­на и др. час­тиц, по­влёк­шее за со­бой ус­та­нов­ле­ние Пау­ли прин­ци­па (1925) и ис­тол­ко­ва­ние сверх­тон­кой струк­ту­ры спек­тров (В. Пау­ли, 1928).

    Наи­бо­лее важ­ное от­кры­тие О. 20 в. – раз­ра­бот­ка ме­то­дов ге­не­ра­ции вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния ато­мов и мо­ле­кул. Впер­вые по­ня­тие вы­ну­ж­ден­но­го из­лу­че­ния ввёл А. Эйн­штейн в 1916. В 1940 рос. фи­зик В. А. Фаб­ри­кант ука­зал на воз­мож­ность его ис­поль­зо­ва­ния для на­блю­де­ния от­ри­ца­тель­но­го по­гло­ще­ния (уси­ле­ния) из­лу­че­ния. Вы­ну­ж­ден­но ис­пу­щен­ный фо­тон дуб­ли­ру­ет фо­тон, вы­звав­ший пе­ре­ход, и ес­ли име­ет­ся ак­тив­ная сре­да с ин­вер­си­ей на­се­лён­но­стей, этот про­цесс мо­жет мно­го­крат­но по­вто­рять­ся – про­ис­хо­дит уси­ле­ние на­чаль­но­го све­то­во­го по­то­ка. До­бав­ле­ние к та­ко­му кван­то­во­му уси­ли­те­лю оп­тич. об­рат­ной свя­зи пре­вра­ща­ет его в оп­тич. кван­то­вый ге­не­ра­тор (ла­зер). Пер­вые кван­то­вые ге­не­ра­то­ры (в сан­ти­мет­ро­вом диа­па­зо­не длин волн – ма­зе­ры) бы­ли соз­да­ны Ч. Х. Та­ун­сом (США) и не­за­ви­си­мо А. М. Про­хо­ро­вым и Н. Г. Ба­со­вым в 1954–55. В даль­ней­шем с ис­поль­зова­ни­ем разл. ме­то­дов по­лу­че­ния ин­верс­ной на­се­лён­но­сти бы­ли по­строе­ны ла­зе­ры на твёр­дых, жид­ких, га­зо­об­раз­ных и плаз­мен­ных сре­дах. При­ори­тет­ные ре­зуль­та­ты в об­лас­ти соз­да­ния ла­зе­ров на ге­те­ро­ст­рук­ту­рах бы­ли по­лу­че­ны Ж. И. Ал­фё­ро­вым. Боль­шой вклад в раз­ви­тие не­ли­ней­ной О. вне­сли Р. В. Хох­лов и С. А. Ах­ма­нов.

    Определение оптики Merriam-Webster

    op · tics | \ ˈÄp-tiks \ 1 множественное число по форме, но обычно единственное по конструкции : наука, которая занимается генезисом и распространением света, изменениями, которые он претерпевает и производит, а также другими явлениями, тесно связанными с ним. Но прежде чем мы займемся телескопами, вам нужно немного разобраться в оптике - как управлять светом.- Майкл Зейлик и др. Все, что нам известно, говорит о том, что [очки] были изобретены случайно и непрофессионалами, не знавшими оптики. - Дэниел Дж. Бурстин - см. Также оптический вход 2 sense 2a

    2 : аспекты действия, политики или решения (как в политике, так и в бизнесе), которые относятся к общественному восприятию. … Когда такой неудачливый получатель финансовой помощи, как Citigroup, пытается выплатить своим высшим руководителям гигантские бонусы или приобрести новый частный самолет, он не смог пересмотреть свою оптику.- Ник Паумгартен Скиллинг сказал, что Бакстера «беспокоила внешность конфликта, но не этика или уместность транзакций», согласно запискам интервью. - Питер Бер и Эйприл Витт

    Определение оптики в словаре.com

    [op-tiks] SHOW IPA

    / ˈɒp tɪks / PHONETIC RESPELLING


    существительное

    (используется с глаголом в единственном числе) раздел физической науки, изучающий свойства и явления как видимого, так и невидимого света и с видением.

    (используется с глаголом множественного числа), как ситуация, действие, событие и т. Д. Воспринимается общественностью или определенной группой людей: Демократы довольно хорошо относятся к этому вопросу. плохая оптика найма нового персонала во время бюджетного кризиса.

    ВИКТОРИНЫ

    УЗНАЙТЕ СЕБЯ НА «САМЫЙ САМЫЙ» И «UTMOST»!

    Все, что мы просим, ​​это сделать все возможное в этой викторине, которая подтолкнет ваши навыки к использованию «максимума» и «максимума» до предела!

    Вопрос 1 из 6

    «Самый высокий» и «максимальный» в большинстве случаев могут использоваться как взаимозаменяемые.

    Происхождение оптики

    Впервые зарегистрировано в 1570–1580 годах; от средневекового латинского optica, от греческого optiká «теория законов света», употребление существительного среднего рода множественного числа от прилагательного optikós; см. оптика, -ics

    Слова рядом оптика

    оптикоцилиарный, оптикокинетический нистагм, зрительно-зрачковый, зрительный сосочек, оптическое излучение, оптика, зрительный таламус, зрительный тракт, зрительный пузырек, оптимальный, optime

    Словарь.com Несокращенный На основе Несокращенного словаря Random House, © Random House, Inc., 2021

    Слова, относящиеся к оптике

    зрение, восприятие, вид, стекло, зрение, зрение, способность, глаза, очки, контакт, оптика, монокль, мениск, окуляр, ослепление, лампа, фара, окулус, подглядывающий, глазное яблоко

    Примеры предложений из Интернета для оптики

    .expandable-content {display: none;}. css-12x6sdt.expandable.content-extended> .expandable-content {display: block; }]]>
    • Что касается оптики, давайте не будем забывать, что Соединенные Штаты столкнулись с новым и чрезвычайно опасным противником в лице ИГИЛ.

    • И, несмотря на неотложную оптику кризиса приграничных детей, наши политики из округа Колумбия предпочли бы демагогировать проблему, чем заниматься ею.

    • Ученые утверждают, что с точки зрения оптики человеческий глаз - неуклюжий инструмент, плохо приспособленный для его работы.

    • Оптика не публиковалась до 1704 года, но была написана много лет назад.

    • Два моих больших пальца ноги, помещенные одновременно над обеими его оптиками, привели к такой резкой остановке, что я чуть не сбил меня с ног.

    • «Пелег, ты - прицел для усталой оптики», - сказал Том, сжав руку человека, заставив его вздрогнуть.

    • Профессор астрономии должен был преподавать астрономию, оптику, навигацию и космографию.

    СМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ ПРИМЕРОВ СМОТРЕТЬ МЕНЬШЕ ПРИМЕРОВ

    

    Изучить Dictionary.com

    li {-webkit-flex-based: 49%; - ms-flex-предпочтительный размер: 49%; flex-base : 49%;} @ media only screen и (max-width: 769px) {. Css-2jtp0r> li {-webkit-flex-base: 49%; - ms-flex-предпочтительный-размер: 49%; flex-base : 49%;}} @ экран только мультимедиа и (max-width: 480px) {.css-2jtp0r> li {-webkit-flex-base: 100%; - ms-flex-предпочтительный-размер: 100%; flex-base: 100%;}}]]>

    Британский словарь определений для оптики


    существительное

    (функционирует как единичное число) отрасль науки, связанная с зрением и генерацией, природой, распространением и поведением электромагнитного света

    Словарь английского языка Коллинза - полное и несокращенное издание 2012 г., цифровое издание © William Collins Sons & Co. Ltd. 1979, 1986 © HarperCollins Издательство 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

    Медицинские определения для оптики


    n.

    Наука, изучающая свойства света, его преломление и поглощение, а также преломляющие среды глаза.

    Медицинский словарь Американского наследия® Стедмана Авторские права © 2002, 2001, 1995 компании Houghton Mifflin. Опубликовано компанией Houghton Mifflin.

    Научные определения в оптике


    Научные исследования света и зрения. Изучение оптики привело к развитию более общих теорий электромагнитного излучения и теории цвета.

    Научный словарь американского наследия® Авторские права © 2011. Издано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

    Культурные определения оптики

    Новый словарь культурной грамотности, третье издание Авторские права © 2005 издательской компании Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

    Прочие - это Readingli {-webkit-flex-base: 100%; - ms-flex-предпочтительный размер: 100%; flex-base: 100%;} @ media only screen and (max-width: 769px) {.css-1uttx60> li {-webkit-flex-base: 100%; - ms-flex-предпочтительный-размер: 100%; flex-base: 100%;}} @ media only screen and (max-width: 480px) { .css-1uttx60> li {-webkit-flex-базис: 100%; - ms-flex-предпочтительный-размер: 100%; гибкий-базис: 100%;}}]]>

    Определение оптики, BuzzWord из словаря Macmillan

    существительное [бесчисленное множество]

    как ситуация выглядит для широкой публики

    'Кейт МакКормак, глава отдела делового туризма в Fáilte Ireland, сказал, что покупатели «научились снижать затраты».«Все еще вызывает беспокойство оптика для корпоративных встреч [за границей], и сохраняется тенденция избегать излишеств и излишеств» ».

    Sunday Business Post, Ирландия, 3 апреля 2011 г.

    'Сценарий, в котором НАТО начинает бомбить те самые силы, которым они ранее помогали, будет иметь «плохую оптику », как говорят в Вашингтоне ».

    The Economist 1 апреля 2011 г.

    Найдите в словаре слово оптика , и вы, вероятно, встретите определение вроде «научное изучение света и зрения».Вы не ожидаете, что optics будет постоянно появляться в текстах популярных СМИ, если только обсуждаемая тема не была специально связана с этой конкретной областью науки. Однако в последние недели все, кажется, изменилось, поскольку журналистский английский, похоже, привык к образному использованию этого слова, которое, хотя и не совсем новое, ранее было довольно неясным.

    Начало массовому использованию этой модной новой метафоры положил текущий конфликт в Ливии

    Если писатели ссылаются на « оптику ситуации», они говорят о том, как ситуация воспринимается широкой публикой; как событие, порядок действий и т. д.«смотрит» на других. Начало массовому использованию этой модной новой метафоры положил текущий конфликт в Ливии, как, например, проиллюстрировано этой недавней цитатой из канадской Toronto Star : 'U.S. Президент Барак Обама несколько недель выжидал, беспокоясь о оптике , ведущей войну в другом арабском государстве после фиаско в Ираке ». (19 марта 2011 г.). Другими словами, Обама был обеспокоен тем, как решение об участии в ливийском конфликте будет воспринято обывателем, особенно в свете предположительно ошибочного участия страны во вторжении в Ирак в 2004 году.

    Хотя военные дебаты привлекли внимание к оптике , образное использование этого слова не ограничивается этой областью, как показывает первая цитата в начале этой статьи. Однако политика, как и ожидалось, является наиболее распространенным контекстом использования (в конце концов, кого могло больше беспокоить, «как все выглядит», чем политика). Это слово становится популярным эвфемизмом для обозначения «впечатления», которое конкретное решение или образ действий производит на людей, которых в идеальном мире вы бы предпочли «оставаться на вашей стороне».Вкратце, использование оптики характеризует ситуацию, в которой человек или организация беспокоятся о восприятии решения общественностью больше, чем о сути самого решения.

    Фон -

    оптика

    Метафорическое распространение оптики на политическую и другие арены фактически восходит к концу 1970-х годов, когда она использовалась в контексте антиинфляционной политики президента США Джимми Картера. Интересно, что в то время метафора также распространилась на родственное прилагательное оптический , например, конкретный образ действий описывался как «хороший оптический шаг».Хотя метафорическое использование прилагательного так и не стало популярным, существительное прочно вошло в политические комментарии на протяжении 1980-х годов, особенно в канадском английском. Сегодня он по-прежнему гораздо более распространен в канадском и американском английском, хотя текущий конфликт в Ливии привел к большему разоблачению в Великобритании. Optics также получил распространение на ирландском английском, часто в контексте недавних экономических трудностей в стране.

    В этом метафорическом смысле optics в основном проявляется двумя способами - либо как модифицированная именная фраза, т.е.е. хорошее / плохое оптика и т. Д., Или чаще в конструкции оптика из + существительное / герундий, например, оптика договора / ходов / сделки , оптика изменения процентных ставок и т. Д.

    - пользователем Керри Максвелл, автор книги Brave New Words

    На прошлой неделе…

    Прочтите BuzzWord за прошлую неделю. Мармит .

    Эта статья была впервые опубликована 18 апреля 2011 г.

    Определения оптики

    Поглощение

    log 10 (I o / I e ) Пример: коэффициент пропускания 20% равен log 10 (100/20) = 0,7 поглощения.

    Поглощение

    Интенсивность поглощенного луча / Интенсивность падающего луча = Дополнение пропускания (I o - I e ) / I o

    Модуль упругости относится к изменениям общего объема материала.


    Объемная деформация

    Изменения объема / исходного объема (dV / V o )

    Объемное напряжение

    Изменение давления / площадь (dP / A)

    Фаски обычно требуются как для защиты изделия от сколов во время полировки, так и во время использования. Фаски обычно составляют 45 ° и измеряются по плоскости фаски. Защитные фаски обычно называют «кромкой излома» и обычно равны 0.25мм. Они считаются некритичными и часто удаляются в процессе полировки.

    Косметическая отделка

    Несмотря на более современные изощренные методы классификации, она все еще обычно определяется традиционным методом Scratch & Dig. Это пытается классифицировать поверхность по максимальной длине мелких царапин, оставшихся после полировки. В соответствии с этой классификацией S / D 80/60 будет считаться довольно плохим и подходящим для простых спектроскопических окон, в то время как S / D 20/10 является довольно строгим стандартом, подходящим для приложений с низким рассеянием.Неизбежно оценка S / D имеет тенденцию к ошибкам с консервативной стороны; 60/40 - обычное рутинное завершение. Щелкните здесь для получения более подробной информации о последних разработках компании Crystran, которые привели к созданию измерительной системы на основе сложного алгоритма.

    Конструкция напорных окон

    К расчету минимальной толщины окна, способной выдержать градиент давления, следует подходить с осторожностью. Можно использовать опубликованные значения кажущегося предела упругости, прочности на изгиб или модуля разрыва, но следует понимать, что эти три термина относятся к различным методам испытаний.Кроме того, опубликованные данные не следует рассматривать как абсолютные, поскольку эти образцы, из которых были получены исходные данные, не могут быть репрезентативными для всех образцов кристаллов. Поэтому всегда следует применять консервативный коэффициент безопасности к минимальной расчетной толщине. Ознакомьтесь с нашей таблицей данных здесь

    Коэффициенты упругости

    Коэффициенты упругости, также известные как константы упругой жесткости, представляют собой константы пропорциональности между компонентами напряжения и деформации.Следовательно, они связаны с модулями упругости.

    Эти коэффициенты обозначаются термином C hk , где h и k - целые числа от 1 до 6.

    Для кубических кристаллов коэффициенты равны C 11 , C 12 , C 44

    для тетрагональных кристаллов, пять, C 11 , C 12 , C 13 , C 33 , C 44

    Для шестиугольных кристаллов, шесть, C 11 , C 12 , C 13 , C 14 , C 33 , C 44

    Три модуля связаны с этими коэффициентами следующим образом:

    Модуль Юнга = E = (C 11 + 2C 12 ) (C 11 - C 12 ) / (C 11 + C 12 )

    Объемный модуль = K = (C 11 + 2C 12 ) / 3

    Модуль сдвига = G = C 44

    Модули упругости

    Деформация материала может быть измерена количественно. выражается через модуль упругости.Если деформации небольшие, материал сохранит память и вернется к исходной форме, когда давление или напряжение, вызвавшие деформацию, будут устранены. Роберт Гук, член-основатель Королевского общества, обнаружил, что деформация материала пропорциональна приложенной нагрузке или силе, и это было сформулировано как закон Гука.

    Модуль упругости определяется как напряжение / деформация.

    Плоскостность

    Плоскостность определяется длиной волны света, например, лямбда / 2 на 633 нм, которая представляет степень мощности, иногда с добавлением погрешности формы, например, лямбда / 5 на 633 нм, которая определяет допустимую неравномерность рисунка бахромы.Для плоской полировки до 1 полосы обычно используется натриевый свет или гелий-неоновый лазер, что соответствует отклонению около 0,25 микрона. Всегда следует указывать длину волны.

    ПРИМЕЧАНИЕ: 1 край = лямбда / 2

    Шкалы твердости

    Твердость - хорошо известный физический параметр, но для измерения и классификации материалов по шкале твердости было разработано множество различных методов. Шкала Кнупа является наиболее часто используемой, другие -; Мох, Виккерс, Роквелл и Бринелл.

    Экспериментальная процедура для получения значения по шкале Кнупа заключается в использовании пирамидальной алмазной вершины, которая вдавливается в рассматриваемый материал с известной силой. Затем измеряется отпечаток, сделанный острием, и на основе этого измерения вычисляется число Кнупа. Тест разработан для использования на поверхности, которая не подвергалась механическому упрочнению в направлении решетки, в котором измеряется значение твердости.

    Значение числа Кнупа незначительно меняется в зависимости от нагрузки на индентор, а также от температуры.Мягкий материал, то есть бромид калия, будет иметь число Кнупа 4, тогда как твердый материал, такой как сапфир, имеет число Кнупа 2000, а число Кнупа для алмаза равно 7000.

    Значения по шкале Мооса достигаются до путем измерения относительной твердости материалов, наблюдая, какие материалы могут поцарапать другие материалы. Шкала Мооса, которая не является линейной, ограничена самым мягким материалом Тальком (Moh = 1) и самым твердым материалом Diamond (Moh = 10).

    Шкала Виккерса определяется путем вдавливания пирамидального индентора в рассматриваемый материал и деления нагрузки индентора (в кг) на пирамидальную площадь индентора (в мм2).

    Твердость по Роквеллу и Бринеллю не часто указывается. Цифры Роквелла для материалов относятся к конкретному измерительному прибору, а твердость по Бринеллю аналогична шкале Виккерса, за исключением того, что используется сферический индентор.

    Объективы

    Объективы могут отличаться от указанных выше. «Плоскостность» означает соответствие радиуса кривизны эталонному стандарту, известному как «тестовая пластина», в то время как «параллельность» все еще может быть измерена как «биение», но чаще определяется как центрирование. ошибка.

    Метрологические лазеры

    HeNe-лазер = 0,6328 мкм CO 2 Лазер = 10,640 мкм

    Нормальное атмосферное давление

    Традиционно измеряется в:

    фунтов на квадратный дюйм

    (2) дюйма ртутного столба 29,9213 дюйма

    (3) мм рт. (3) - простые измерения столба ртути, поддерживаемого 1 атмосферой: 1 дюйм = 25.4 мм

    (4) и (5) являются фактическими показателями давления (сила / площадь) и учитывают плотность ртути (13,595 г / куб.см при 0 ° C) и ускорение свободного падения (980,665 см / сек 2 ) при преобразовании эталона ртутного барометра.

    Давление при 1 атм = 0,76 м x 13595 кгм-3 x 9,80665 м. S -1

    Давление при 1 атм = 101324 Па (Н / м 2 ) (м -1 . Кгм.с -1 )

    Давление при 1 атм = 101.324 кПа

    Оптическая ось

    Все кристаллические материалы, кроме тех, которые относятся к классу кубической структуры, являются анизотропными. Эти кристаллы обладают разными физическими свойствами в разных направлениях измерения.

    В анизотропных кристаллах существует одно направление, которое является осью симметрии как по отношению к форме кристалла, так и по отношению к расположению атомов в решетке. Эта ось симметрии называется оптической осью.Если какое-либо физическое свойство материала, например теплопроводность, измеряется в разных направлениях, обнаруживается, что оно имеет значение, специфичное для этого направления. При измерении вдоль любой линии, перпендикулярной оптической оси, значение физического свойства будет изменяться по мере изменения направления измерения, достигая максимума или минимума вдоль оптической оси.

    Двулучепреломление (двойное лучепреломление) в одноосных кристаллах исчезает, когда свет перемещается вдоль оптической оси, поскольку нет разделения на Е-лучи и О-лучи.Это свойство двулучепреломления одноосных кристаллов вызывает явления поляризации, когда лучи E и O поляризованы в перпендикулярных плоскостях.

    Параллельность

    Параллельность окна может быть указана в единицах угла, обычно в угловых минутах. Иногда это связано с изменением толщины или «биением». При использовании традиционных методов полировки, когда не требуется особого контроля этого параметра, можно ожидать параллелизма менее 10–20 угловых минут.Когда используются двусторонние методы, полученный параллелизм обычно не поддается измерению обычными методами. В некоторых случаях, чтобы избежать множественных отражений между гранями, фактически может быть указан небольшой угол клина.

    Потери на отражение

    Когда свет падает на диэлектрическую границу раздела, часть его отражается. Потери на отражение - это коэффициент, обычно указываемый в процентах от исходной интенсивности. Потери зависят от показателя преломления (n) материала, состояния поляризации и угла падения света.

    Потери на отражение от одной поверхности неполяризованного света, обычно падающего на поверхность, определяются как:

    Потери на отражение = (n - 1) 2 / (n + 1) 2

    Для прозрачных материалов необходимо учитывать отражения от второй поверхности. С учетом возможных множественных внутренних отражений внутренний коэффициент пропускания параллельной пластины определяется выражением:

    Коэффициент пропускания = 2n / (n 2 + 1)

    Потери на отражение уменьшаются с увеличением угла падения.Нормальное падение является условием минимальных потерь на отражение.

    Reststrahlen

    Эффект Reststrahlen (остаточные лучи) проявляется, в частности, в диапазоне от 6 до 300 мкм. Для многих неорганических материалов, используемых в оптике, показатель преломления остается постоянным, а коэффициент поглощения равен нулю или очень мал в большей части диапазона пропускания. Когда материалы Reststrahlen освещаются на длинах волн, которые возбуждают структуру атомной или кристаллической решетки, наблюдается ряд весьма драматических резонансных эффектов.По мере приближения к максимальной частоте Рестстралена показатель преломления (n) быстро изменяется, коэффициент экстинкции (k) быстро растет, а коэффициент отражения Френеля (R) может стать довольно высоким. Следовательно, при максимальной частоте Reststrahlen конкретного рассматриваемого материала отражательная способность этого материала резко возрастает.

    R = ((n - 1) 2 + k 2) / ((n + 1) 2 + k 2 )

    В области от 6 до 300 мкм, где находится Рестстрален эффекты кажутся наиболее заметными, удовлетворительных фильтров не так много.Следовательно, эффект Рестстралена часто используется для выделения узкой спектральной области из спектрального континуума.

    В практических приложениях некоторые свойства материалов Reststrahlen весьма значительны. В частности, тот факт, что максимальный коэффициент отражения увеличивается при понижении температуры, и при использовании в качестве тонких пленок в качестве покрытий на зеркалах и линзах они демонстрируют интерференционные максимумы и минимумы на коротковолновой стороне их пиков отражения.

    Коэффициент пропускания

    Внутренний коэффициент пропускания на единицу толщины

    Коэффициент пропускания

    Интенсивность выходного пучка / интенсивность падающего пучка (l e / l / l o ) процент.

    Волновое число

    1 / длина волны (см) = 10000 / длина волны (мкм)


    Определение преломления (оптика) - Photokonnexion


    Преломление (оптика)

    Преломление - это явление, которое заставляет световой луч изгибаться при попадании на поверхность оптической линзы (или другую среду, которая может пропускать свет, например воду).

    Преломление возникает, когда свет падает на поверхность новой среды.Когда свет попадает в плотную среду, световая волна замедляется. Свет проходит от оптической среды (например, воздуха) в другую оптическую среду (например, стекло). При изменении плотности среды свет, падающий на поверхность, преломляется. Преломление наиболее очевидно, когда свет падает на новую среду под углом. Это потому, что одна сторона световой волны попадает раньше другой стороны волны. В результате волна перенаправляется на более медленную сторону луча.

    • Схема, показывающая, как работает рефракция •
    Определение преломления: световая волна изгибается, потому что свет движется в стекле медленнее, чем в воздухе.Когда одна сторона волны ударяется о стекло, другая сторона волны все еще движется быстро - она ​​раскачивает волну.


    Когда свет покидает стекло, волна ускоряется на той стороне, которая первой выходит из стекла, вызывая большее отклонение, пока другая сторона волны не покинет стекло.

    Если свет падает на поверхность по идеальному перпендикуляру, он будет проходить сквозь нее, не изгибаясь - преломление все равно будет (см. Схему: • Простые детали линз и основные лучи • ниже).

    • Простые детали линз и основные лучи •
    Щелкните изображение, чтобы увеличить


    Путь основных лучей (красный на схеме выше) показывает путь преломленного света, проходящего через линзу.

    Из-за преломления иногда цвета в свете расщепляются. Это вызывает некоторые цветовые аберрации, которые можно увидеть на изображении. В камере это обычно исправляется дополнительными стеклянными элементами.

    Подробное и техническое объяснение рефракции выходит за рамки этой короткой статьи. Дополнительная информация: Refraction From Wikipedia.

    Комментарии, дополнения, поправки или идеи по этой статье? Свяжитесь с нами

    Дэймон Гай (Netkonnexion)

    Дэймон - писатель-фотограф и редактор этого сайта.У него есть несколько крупных веб-сайтов, компьютерный отдел и библиотека цифровых изображений. Он начинал как обученный учитель, а сейчас занимается обучением работе с цифровыми фотографиями.
    См. Также: Editors ‘Bio’ .
    Дэймон Гай см. Его профиль в Google+. Советы от Photokonnexion по электронной почте
    Если вам понравилась эта статья, подпишитесь на нашу ежедневную службу электронной почты
    .
    Узнать больше…

    # 11030 #

    Почему нужно ставить аудиторию превыше всего -

    Том Прайс, ныне бывший U.С., министр здравоохранения и социальных служб, потратил почти 52 000 долларов из денег налогоплательщиков, летая на частных чартерных самолетах. И его поймали! Его босс, президент Дональд Трамп, сказал, что ему не нравится «оптика» действий Прайса, «косметическая или иная». В результате Прайс подал в отставку. Я предполагаю, что Трамп думал, что «оптика» ухода Прайса, выглядящая как отставка, а не увольнение, лучше отразится на администрации Трампа.

    Эта прискорбная история приходит на ум, когда я обучаю клиентов бизнес-коммуникациям.Это так ясно подчеркивает, насколько на самом деле важно общественное восприятие. То, как другие воспринимают наши действия, во многом зависит от того, заслуживают ли мы доверия.

    Интересно, что истинное определение «оптики» - это научное изучение света и зрения. Но «оптика» как модное слово, как указывает Словарь Макмиллана, стало определять «то, как ситуация выглядит» для публики. Хотелось бы надеяться, что ваш выбор этичности, будь то в политике или бизнесе, является искренним, в деловом мире то, как другие воспринимают вас, имеет огромное значение.То, что вы общаетесь, и , как вы общаетесь, , то есть ваши слова будут определять ваш успех.

    Это никогда не было так верно, как в 21 веке и годах, когда информация распространяется практически со скоростью света (говоря об оптике) благодаря Интернету и социальным сетям. Ваши идеи, ваши концепции и слова, которые вы выберете для их представления, будут тщательно изучены. Вот почему я всегда рекомендую, чтобы первым шагом в создании любого рода деловых коммуникаций было рассмотрение того, чего хотят ваши потенциальные клиенты.Вы должны сначала подумать о том, как вы можете удовлетворить потребности своих клиентов, а не о том, как они могут помочь вам оплатить ваши счета! Итак, подумайте о следующих принципах при создании нового делового сообщения, будь то презентация или электронное письмо с «холодным звонком».

    1. Знайте своего потенциального клиента или своего клиента

    Прежде чем вы сможете разработать деловое общение, убедитесь, что вы знаете основы бизнеса другого человека. При необходимости потратьте немного времени на исследования в Интернете. Понимание того, с кем вы собираетесь вести дела, - важный (и уважительный) первый шаг.

    2. Сосредоточьтесь на «вас», а не на «мне»

    Буквально поставьте клиента на первое место. Например, вместо того, чтобы начинать письмо со слов «, я пишу на…», начните свое письмо с вопроса « Вас интересует…» . В языке есть нюансы, и второй подход тонко указывает на то, что вас интересует, в первую очередь, то, что интересно клиенту.

    3. Предложите ценность своему клиенту

    Во многих случаях в деловом мире одна из ключевых ценностей - это то, как вы можете помочь кому-то другому в достижении их целей.Если вы поделитесь информацией, имеющей отношение к клиенту, у вас будет гораздо больше шансов найти бизнес вашего потенциального клиента. По крайней мере, вы показали себя тем, чьи контакты следует хранить в файле, а не отправлять в корзину!

    Конечно, само собой разумеется, что ваше сообщение должно быть хорошо составлено и хорошо выполнено. Как я уже указывал в предыдущем посте «Дело не в вас», вам необходимо предоставить информацию, которую интересует ваша аудитория. Также нужно использовать соответствующий тон.Если вы обратите внимание на эти советы, вы избежите ловушки, которая покажется, что вас беспокоит только то, что вы надеетесь получить. Действительно, если бы г-н Прайс подумал немного больше о том, чего его аудитория (американская публика) хотела, ожидала и в чем нуждалась от него, велика вероятность, что у него все еще была бы работа.

    Вам нужна помощь с оптикой для бизнеса? Свяжитесь со мной в The Language Lab, и я позабочусь о том, чтобы вы достигли своей цели.

    Что такое волоконная оптика (оптическое волокно) и как она работает?

    Волоконная оптика, или оптическое волокно, относится к среде и технологии, связанной с передачей информации в виде световых импульсов по стеклянной или пластиковой нити или волокна.Волоконная оптика используется для высокопроизводительных сетей передачи данных на большие расстояния.

    Волоконная оптика также широко используется в телекоммуникационных услугах, таких как Интернет, телевидение и телефон. Например, Verizon и Google используют оптоволокно в своих сервисах Verizon FIOS и Google Fiber соответственно, обеспечивая пользователей гигабитными скоростями интернета.

    Используются оптоволоконные кабели

    , поскольку они обладают рядом преимуществ по сравнению с медными кабелями, например, более высокой пропускной способностью и скоростью передачи.

    Волоконно-оптический кабель может содержать различное количество этих стеклянных волокон - от нескольких до пары сотен. Сердцевину из стекловолокна окружает еще один стеклянный слой, называемый оболочкой. Слой, известный как буферная трубка, защищает оболочку, а слой оболочки действует как последний защитный слой для отдельной пряди.

    Принцип работы волоконной оптики

    Волоконная оптика передает данные в виде световых частиц или фотонов, которые пульсируют по оптоволоконному кабелю.Сердцевина из стекловолокна и оболочка имеют разные показатели преломления, которые изгибают падающий свет под определенным углом. Когда световые сигналы передаются по оптоволоконному кабелю, они отражаются от сердечника и оболочки в виде серии зигзагообразных отскоков, придерживаясь процесса, называемого полным внутренним отражением. Световые сигналы не движутся со скоростью света из-за более плотных слоев стекла, вместо этого они движутся примерно на 30% медленнее, чем скорость света. Для обновления или усиления сигнала на протяжении всего пути передачи по оптоволоконной сети иногда требуются ретрансляторы с удаленными интервалами для регенерации оптического сигнала путем преобразования его в электрический сигнал, обработки этого электрического сигнала и ретрансляции оптического сигнала.

    Волоконно-оптические кабели переходят на поддержку сигналов до 10 Гбит / с. Обычно по мере увеличения пропускной способности оптоволоконного кабеля он становится дороже.

    Типы оптоволоконных кабелей

    Многомодовое волокно и одномодовое волокно - это два основных типа оптоволоконных кабелей. Одномодовое волокно используется на больших расстояниях из-за меньшего диаметра сердцевины из стекловолокна, что снижает возможность затухания - снижение мощности сигнала.Меньшее отверстие изолирует свет в единый луч, что обеспечивает более прямой путь и позволяет сигналу проходить на большее расстояние. Одномодовое волокно также имеет значительно более широкую полосу пропускания, чем многомодовое волокно. Источником света, используемым для одномодового волокна, обычно является лазер. Одномодовое волокно обычно дороже, поскольку требует точных расчетов для получения лазерного света в меньшем отверстии.

    Волоконно-оптический кабель

    Многомодовое волокно используется для меньших расстояний, поскольку большее отверстие в сердечнике позволяет световым сигналам отражаться и отражаться в большей степени.Больший диаметр позволяет передавать по кабелю одновременно несколько световых импульсов, что приводит к большему объему передачи данных. Однако это также означает, что существует большая вероятность потери, уменьшения сигнала или помех. В многомодовой волоконной оптике обычно используется светодиод для создания светового импульса.

    В то время как медные кабели были традиционным выбором для телекоммуникаций, сетей и кабельных соединений в течение многих лет, оптоволокно стало обычной альтернативой. Большинство междугородных линий телефонных компаний в настоящее время состоят из оптоволоконных кабелей.Оптическое волокно передает больше информации, чем обычный медный провод, благодаря более высокой пропускной способности и более высокой скорости. Поскольку стекло не проводит электричество, волоконная оптика не подвержена электромагнитным помехам, а потери сигнала сводятся к минимуму.

    Двунаправленный DWDM

    Преимущества и недостатки

    Оптоволоконные кабели используются в основном из-за их преимуществ перед медными кабелями. Преимущества включают:

    • Поддержка более высокой пропускной способности.
    • Свет может распространяться дальше, не нуждаясь в усилении сигнала.
    • Они менее восприимчивы к помехам, например к электромагнитным помехам.
    • Их можно погружать в воду - волоконная оптика используется в более опасных средах, таких как подводные кабели.
    • Оптоволоконные кабели прочнее, тоньше и легче кабелей с медной проволокой.
    • Их не нужно так часто обслуживать или заменять.

    Однако важно отметить, что у волоконной оптики есть недостатки, о которых следует знать пользователям.К этим недостаткам можно отнести:

    • Медный провод зачастую дешевле волоконной оптики.
    • Стекловолокно требует большей защиты внутри внешнего кабеля, чем медь.
    • Установка новой кабельной разводки трудоемка.
    • Оптоволоконные кабели часто более хрупкие. Например, волокна могут быть повреждены или сигнал может быть потерян, если кабель изогнут или изогнут вокруг радиуса в несколько сантиметров.

    Используется волоконная оптика

    Компьютерные сети - это распространенный вариант использования волоконной оптики из-за способности оптического волокна передавать данные и обеспечивать широкую полосу пропускания.Точно так же волоконная оптика часто используется в радиовещании и электронике, чтобы обеспечить лучшее соединение и производительность. Интернет и кабельное телевидение - два наиболее распространенных вида использования волоконной оптики. Волоконная оптика может быть установлена ​​для поддержки удаленных соединений между компьютерными сетями в разных местах.

    Военная и космическая промышленность также использует оптическое волокно в качестве средства связи и передачи сигналов в дополнение к его способности обеспечивать измерение температуры.Оптоволоконные кабели могут быть полезны из-за их меньшего веса и меньшего размера.

    Волоконная оптика часто используется в различных медицинских инструментах для обеспечения точного освещения. Он также все чаще позволяет использовать биомедицинские датчики, которые помогают в минимально инвазивных медицинских процедурах. Поскольку оптическое волокно не подвержено электромагнитным помехам, оно идеально подходит для различных тестов, таких как сканирование МРТ. Другие медицинские применения волоконной оптики включают рентгеновскую визуализацию, эндоскопию, световую терапию и хирургическую микроскопию.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *