«Օպտիկա»–ի խմբագրումների տարբերություն

[[Պատկեր:Light dispersion of a mercury-vapor lamp with a flint glass prism IPNr°0125.jpg|thumb|200px|Լույսի բաժանումը պրիզմայի միջով]]

'''Օպտիկա''' - ֆիզիկայի բաժին է, որն ուսումնասիում է լույսի բնույթը, առաքման և կլանման օրենքները, տարածումը տարբեր միջավայրերում, ինչպես նաև նյութի հետ լույսի փոխազդեցության ժամանակ առաջացող երևույթները:

Օպտիկական երևույթները մարդկությանը հետաքրքրել են շատ վաղուց, սակայն օպտիկայի տեսության սկիզբը պետք թ համարել XVII դարը: Օպտիկայի զարգացումը պատմականորեն կարելի է բաժանել հետևյալ փուլերի՝ Նյուտոնի, Հյուգենսի ժամանակներից մինչև XIX դարի սկիզբը՝ալիքային և մասնիկային պատկերացումների վրա հիմնված, միմյանց բացառող տեսությունների բուռն պայքարի դարաշրջանը, որն ավարտվեց ալիքային տեսության հաղթանակով: Երկրորդ փուլը Ֆրենելի, Յունգի ժամանակներից մինչև լուսային մասնիկների՝ քվանտների գաղափարի հաստատման և նրանց տեսության զարգացման դարաշրջանն է, իսկ երրորդը արդի փուլն է, որը կապված է հատկապես օպտիկական քվանտային գեներատորների հայտնագործման հետ:

Սկզբնական շրջանում օպտիկան սահմանափակվում էր էլէկտրամագնիսական ալիքների սպեկտորի տեսանելի մասով: Ժամանակակից օպտիկան ուսումնասիում է էլեկտրամագնիսական ալիքների սպեկտորի ինչպես տեսանելի, այնպես էլ նրան հարող ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր տիրույթները: Օպտիկական երևույթների մի մեծ խումբ կարելի է քննարկել առանց լույսի ալիքային բնույթը հաշվի առնելու, ընդունելով, որ լուսային էներգիան փոխանցվում է ճառագայթի երկայնքով: Այս պատկերացումը և լույսի անդրադարձման ու բեկման օրենքները միասին կազմում են երկրաչափական օպտիկայի հիմքը:

Օպտիկայի կարևորագույն բաժիններից է սպեկտրոսկոպիան, որն զբաղվում է ինչպես ատոմների և մոլեկուլների կլանման ու ճառագայթման, այպես էլ կոմբինացիոն ցրման սպեկտրների ուսումնասիրությամբ:

Օպտիկական չափումները, ուսումնասիրման մեթոդները և գործիքները լայն կիրառություն ունեն կյանքի ամենատարբեր ոլորտներում, թե գիտական և թե գործնական խնդիրների լուծման համար: Լույսի արագության որոշման փորձերը վակուումում և տարբեր միջավայրերում էական նշանակություն են ունեցել հարաբերականության հատուկ տեսոջթյան զարգացման համար:

 

Օպտիկայի զարգացման հենց սկզբնական շրջանում փորձով հաստատված են եղել օպտիկական երևույթների հետևյալ չորս հիմնական օրենքները`

Այդ օրենքների էությունը հանգում է հետևյալին:

 

 

Համասեռ միջավայրում լույսը տարածվում է ուղիղ գծերով:

Նկարագրված երևույթի ավելի մանրազնին ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ ուղղագիծ տարածվելու օրենքը իր ուժը կորցնում է, երբ գործ ունենք շատ փոքր անցքերի հետ:

 

Լուսային հոսքը կարելի է բաժանել առանձին լուսային փնջերի, անջատելով դրնաք իրարից, օրինակ, դիաֆրագմայի միջոցով: Այդ առանձնացված լուսային փնջերի գործողություններն անկախ են, այսինքն առանձին փնջով կատարված էֆեկտը կախում չունի նրանից` ազդում են արդյոք միաժամանակ մյուս փնջերը, թե ոչ: Այսպես, օրինակ, եթե լուսանկարչական ապարատի օբյեկտիվի մեջ մի լայնատարած լանդշաֆտից ճառագայթներ են ընկնում, ապա փակելով լուսային փնջերի մի մասի մուտքը մենք չենք փոխի մյուս փնջերով տրված պատկերը:

 

 

Ընկնող ճառագայթը և բեկված ճառագայթը բաժանման սահմանի նորմալի հետ գտնվում են միևնույն հարթության վրա: Անկման i անկյունը և բեկման r անկյունը (նկ. 4)կապված են,

Լույսի բեկման երևույթը հայտնի էր դեռևս Արիստոտելին (մ.թ.ա. 350 թ.): Օրենքի քանակապես հաստատման փորձը պատկանում է հռչակավոր աստղաբաշխ Պտղոմեոսին (մ.թ.ա. 120 թ.), որը ձեռնարկել էր անկման և բեկման անկյունների չափելը: Նրա բերած չափումների տվյալները շատ ճշգրիտ են: Պտղոմեոսը հաշվի էր առնում երկրի մթնոլորտում տեղի ունեցող բեկման ազդեցությունը լուսատուների տեսանելի դիրքի վրա (մթնոլորտային ռեֆրակցիա), և նույնիսկ կազմել էր ռեֆրակցիայի աղյուսակները:

Սակայն Պտղոմեոսի չափումները վերաբերում էին համեմատաբար փոքր անկյուններին: Այդ պատճառով Պտղոմեոսը հանգեց այն սխալ եզրակացության, որ բեկման անկյունը համեմատական է անկման անկյանը: Շատ ավելի ուշ (մոտ 1000 թ.) արաբական լուսագետ Ալհազենը (Ալհայթամ) հայտնաբերեց, որ անկման և բեկման անկյունների հարաբերությունը հաստատուն չի մնում, սակայն նա օրենքի ճիշտ արտահայտությունը տալ չկարողացավ: Բեկման օրենքի ճիշտ ձևակերպումը պատկանում է Սնելիին (1591-1626 թթ.), որը իր չհրապարակված գրքում ցույց տվեց, որ անկման և բեկման անկյունների կոսեկանսնների հարաբերություն մնում է հաստատուն, և Դեկարտին, որը իր <<Դիօպտիկայում>> (1637 թ.) տվեց բեկման օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը: Իր օրենքը Դեկարտը սահմանեց մոտ 1630 թ.-ին: Հայտնի էր նրան,արդյոք, Սնելիի հետազոտությունները` պարզ չէ:

Անդրադարձման և բեկման օրենքները նույնպես ճիշտ են որոշ պայմաններ պահպանելու դեպքում միայն: Այն դեպքում, երբ անդրադարձնող հայելու կամ երկու միջավայրերը իրարից բաժանող մակերևույթի չափերը փոքր են, զգալի շեղումներ են դիտվում նշված օրենքներից:

Սակայն մի լայնատարած բնագավառի երևույթների համար, որոնք դիտվում են սովորական օպտիկական գործիքներում, բոլոր թվարկված իրենքները պահպանվում են բավականաչափ խիստ ձևով: Ուստի օպտիկայի գործնականում չափազանց կարևոր բաժնում` օպտիկական գործիքների մասին ուսմունքում, այդ օրենքները կարող են համարվել լրիվ կիրառելի: Լույսի մասին ուսմունքի ամբողջ առաջին էտապը կայացել էր այս օրենքների հաստատմանը վերաբերող հետազոտությունների և օրենքների կիրառությունների մեջ, այսինքն` դնում էր երկրաչափական կամ ճառագայթային օպտիկայի հիմքը: