Spieghiamo cos'è l'ottica, la sua storia, l'impatto su altre scienze e come differiscono l'ottica fisica, geometrica e moderna.
Che cos'è l'ottica?
L'ottica è una branca del fisico chi si dedica allo studio di luce visibile: le sue proprietà e il suo comportamento. Analizza anche le sue possibili applicazioni nella vita del essere umano, così come la costruzione di strumenti per rilevarlo o utilizzarlo.
La luce è stata definita dall'ottica come una banda di emissioni elettromagnetiche, il cui comportamento è simile a quello di altre forme invisibili (per noi) del spettro elettromagnetico, come le radiazioni ultraviolette o infrarosse.
Ciò significa che il suo comportamento può essere descritto secondo la meccanica di onde (tranne in contesti molto specifici in cui la luce funge da a particella) e gli approcci dell'elettrodinamica classica della luce.
L'ottica è un campo di ricerca molto importante che fornisce strumenti per gli altri scienze, in particolare al astronomia, ingegneria, Fotografia e medicina (oftalmologia e optometria). A lei si deve l'esistenza di specchi, lenti, telescopi, microscopi, laser e sistemi fibra ottica.
Storia dell'ottica
Il campo dell'ottica è stato parte delle preoccupazioni del essere umano Da tempi antichi. I primi tentativi noti di lenti risalgono all'antico Egitto o all'antichità Mesopotamia, come la lente di Nirmud (700 aC) realizzata in Assiria.
Gli antichi greci erano anche interessati a comprendere la natura della luce, che comprendevano in base a due prospettive: la sua ricezione o Visualizza e la sua emissione, dal momento che antichi greci pensava che gli oggetti emettessero copie di se stessi attraverso la luce (chiamato eidola). filosofi come Deócritus, Epicuro, Platone e Aristotele studiarono profusamente l'ottica.
Questi studiosi furono sostituiti dal alchimisti e scienziati islamici durante il tempi medievali come Al-Kindi (c. 801-873) e soprattutto Abu Ali-al-Hasan o Alhazén (965-1040), considerato il padre dell'ottica per i suoi Libro di ottica (XI secolo), dove esplora i fenomeni della rifrazione e della riflessione.
Il Rinascimento L'Europa ha portato quella conoscenza in Occidente, soprattutto grazie a Roberto Grosseteste e Roger Bacon. I primi occhiali pratici furono fabbricati in Italia intorno al 1286. Da allora, l'applicazione di lenti ottiche per vari scopi scientifici non è cessata.
Grazie all'ottica, geni della statura di Copernico, Galileo Galilei e Johannes Kepler hanno potuto svolgere i loro studi astronomici. Più tardi, il primo microscopi ha permesso la scoperta della vita microbico e l'inizio del biologia e medicina moderna. Il Rivoluzione scientifica tutto è dovuto, in larga misura, al contributo dell'ottica.
Ottica fisica
L'ottica fisica è quella che considera la luce come un'onda che si propaga nel spazio. È il ramo dell'ottica più fedele ai principi e ragionamenti di fisica, facendo uso di conoscenza precedenti come le Equazioni di Maxwell, per citare un esempio importante.
In questo modo, si preoccupa dei fenomeni fisici come l'interferenza, la polarizzazione o la diffrazione. Inoltre, propone modelli predittivi per sapere come si comporterà la luce in determinate situazioni o in determinati media, quando nosistemi simulazione numerica.
Ottica geometrica
L'ottica geometrica nasce dall'applicazione geometrica delle leggi fenomenologico intorno alla rifrazione e riflessione di Willebrord Snel van Royen (1580-1626), lo scienziato olandese noto come Snell.
Per questo, questa branca dell'ottica parte dall'esistenza di un raggio luminoso, il cui comportamento è descritto dalle regole della geometria per trovare formule per lenti, specchi e diottrie. In questo modo è possibile studiare fenomeni come Arcobaleno, la propagazione della luce e dei prismi. Tutto questo utilizzando il linguaggio del matematica.
Ottica moderna
Il ramo contemporaneo dell'ottica nasce con la fisica quantistica e i nuovi campi di conoscenza che quest'ultima ha reso possibili, nonché le sue eventuali applicazioni in ingegneria. Pertanto, l'ottica moderna comprende un'enorme varietà di nuovi campi di ricerca per quanto riguarda la luce e le sue applicazioni, tra cui:
- I meccanismi del laser (amplificazione della luce mediante emissione simulata di radiazione).
- Fotocellule, luci LED e metamateriali.
- Optoelettronica, mano nella mano con informaticae elaborazione di immagini digitali.
- Ingegneria illuminotecnica, con applicazioni nel Fotografia, il cinema e altri campi.
- L'ottica quantistica e lo studio fisico del fotone come particella luminosa e onda luminosa allo stesso tempo.
- L'ottica atmosferica e la comprensione dei processi luminosi atmosferici.