Волновая оптика

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
(перенаправлено с «Физическая оптика»)
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Оптика
Simple harmonic motion animation.gif

Волновая о́птика или физическая оптика — раздел оптики, который основан на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу волны.

Волновая оптика рассматривает распространение света с учётом его волновой природы. Наиболее широко наблюдаемые явления волновой оптики - интерференция, дифракция, поляризация и т. п.

Введение[править]

У истоков развития науки об оптике (сначала геометрической, затем - и волновой) было Зрительное восприятие, зрение и физико-математические модели, гипотезы и теории, объясняющие феноменологию оптических явлений, наблюдаемых глазом. Само название (от др.-греч. ὀπτική — в переводе оптика) определила область физики под названием Оптика.

Линза — не что иное, как упрощённая модель хрусталика человеческого глаза, сетчатка глаза — природный эквивалент светочувствительных фотоматериалов, а глаз в целом — аналог биологического "фотоаппарата".

Оптика, как направление в физике изучает закономерности взаимодействие спектра видимых, а также примыкающих к ним невидимых электромагнитных волн со средой и веществом.

Корпускулярно-волновой дуализм[править]

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

Основные закономерности[править]

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, отделенную от других областей чёткими границами. Закономерности и результаты, найденные в этих других областях, могут оказаться применимыми в видимой области спектра и наоборот.

Современная оптика охватывает области оптической науки и разработок, которые стали популярными в 20-ом столетии. Эти области оптической науки в основном касаются электромагнитных или квантовых свойств света, но на самом деле включают другие области.

Физическая (волновая) оптика[править]

Трёхгранная призма раcщепляет белый свет, лучи с разной длиной волны преломляются по-разному
Единичная параболическая линза преломления Х-лучей

Физическая оптика или оптика волны основывается на принципе Гюйгенса и моделирует распространение сложных фронтов импульса через оптические системы, включая и амплитуду и фазу волны. Эта техника обычно применяется в цифровой форме на компьютере и может объяснять дифракцию, интерференцию, эффекты поляризации, так же как аберрацию, природу преломления Х-лучей и природу других сложных эффектов. Приближения все еще используются, однако, таким образом это не полная электромагнитная модель теории волны распространения света. Для полной модели (в настоящее время) требуется в вычислительном отношении решить много проблем. Хотя некоторые небольшие проблемы с использованием известных полных моделей волны могут решаться.[1]

Рентгеновская оптика преломления[править]

Линза из кремния для преломления Х-лучей

Рентгеновская оптика преломленияоптика, отличаются новыми свойствами и характкристиками, обеспечивающая преломление и фокусировку Х-лучей аналогично тонким линзам на базе преломляющих линз, фокусирующих оптических элементов, на базе киноформных преломляющих профилей и оптических элементов призм, полученных из кремния.

Преломляющие Х-излучения оптические элементы и на их базе оптические устройства (микроскопы, телескопы и др.) отличаются новыми свойствами и характкристиками, которые дают возможность получать более высокое разрешение в микроскопи, телескопии по сравнению с существующими рентгенооптическими системаии. Применение, например, рентгеновских преломляющих составных линз является более перспективным напрвлением в исследованиях атомно-молекулярного и структурного анализа тонких плёнок, изучения скрытых слоёв, синтезированных периодических систем, например, фотонных кристаллов.

Темы, связанные с современной оптикой[править]

См. также[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Геометрическая оптика

Примечания[править]

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

Ссылки[править]

Разделы оптики
Геометрическая оптика | Физическая оптика | Волновая оптика | Квантовая оптика | Нелинейная оптика | Теория испускания света | Теория взаимодействия света с веществом | Спектроскопия | Фироде | Квантовая оптика | Рентгеновская оптика преломления | Лазерная оптика | Физика лазеров | Фотометрия | Физиологическая оптика | Оптоэлектроника | Акустооптика | Волоконная оптика | Оптическая система | Оптические устройства