✖


Jump to content

История оптики

Современная машина для изготовления офтальмологических линз

Оптика началась с разработки линз древними египтянами и месопотамцами , за которыми последовали теории света и зрения, разработанные древнегреческими философами , и развитие геометрической оптики в греко-римском мире . Слово оптика происходит от греческого термина τα ὀπτικά, означающего «вид, вид». [1] Оптика была значительно реформирована в результате развития средневекового исламского мира , такого как начало физической и физиологической оптики, а затем значительно продвинулась в Европе раннего Нового времени , где зародилась дифракционная оптика . Эти более ранние исследования по оптике теперь известны как «классическая оптика». Термин «современная оптика» относится к областям оптических исследований, которые получили широкое развитие в 20 веке, таким как волновая оптика и квантовая оптика .

Ранняя история

[ редактировать ]

В пятом веке до нашей эры Эмпедокл постулировал, что все состоит из четырех элементов ; огонь, воздух, земля и вода. Он верил, что Афродита создала человеческий глаз из четырех элементов и что она зажгла в глазу огонь, который сиял из глаза, делая возможным зрение. Если бы это было правдой, то ночью можно было бы видеть так же хорошо, как и днем, поэтому Эмпедокл постулировал взаимодействие между лучами, исходящими из глаз, и лучами от такого источника, как Солнце. Он заявил, что свет имеет конечную скорость. [2]

В китайском тексте IV века до нашей эры, приписываемом философу Мози, описывается, как свет, проходящий через точечное отверстие, создает перевернутое изображение в «точке сбора» или «сокровищнице». [3]

В своей книге «Оптика» греческий математик Евклид заметил, что «вещи, увиденные под большим углом, кажутся больше, а те, что под меньшим углом, — меньше, а те, что под равными углами, кажутся равными». В последующих 36 положениях Евклид связывает видимый размер объекта с его расстоянием от глаза и исследует видимые формы цилиндров и конусов, если смотреть под разными углами. Папп считал, что эти результаты важны для астрономии, и включил «Оптику» Евклида вместе с его «Явлениями» в « Маленькую астрономию» , сборник небольших работ, которые должны были быть изучены до « Синтаксиса» ( Альмагеста ) Птолемея .

В 55 году до нашей эры Лукреций , римский атомист , писал:

Ибо с каких бы расстояний огонь ни мог пролить на нас свой свет и вдохнуть свое теплое тепло в наши члены, они ничего не теряют от тела своего пламени из-за промежутков, их огонь ни на йоту не сжимается для зрения. [4]

В своей «Катоптрике » Герой Александрийский показал с помощью геометрического метода, что действительный путь, пройденный лучом света, отраженным от плоского зеркала, короче, чем любой другой отраженный путь, который можно было бы провести между источником и точкой наблюдения.

Индийские буддисты , такие как Дигнага в V веке и Дхармакирти в VII веке, разработали тип атомизма , который определял атомы, составляющие мир, как мгновенные вспышки света или энергии. Они рассматривали свет как атомарную сущность, эквивалентную энергии, хотя они также считали всю материю состоящей из этих частиц света/энергии.

Геометрическая оптика

[ редактировать ]
Смотрите также: Геометрическая оптика и Луч (оптика).

Ранние авторы, обсуждаемые здесь, рассматривали зрение скорее как геометрическую, чем физическую, физиологическую или психологическую проблему. Первым известным автором трактата по геометрической оптике был геометр Евклид (ок. 325–265 до н. э.). Евклид начал изучение оптики так же, как начал изучение геометрии, с набора самоочевидных аксиом.

  1. Линии (или визуальные лучи) можно проводить по прямой к объекту.
  2. Эти линии, падающие на объект, образуют конус.
  3. Те вещи, на которые падают линии, видны.
  4. Те вещи, которые рассматриваются под большим углом, кажутся больше.
  5. Те вещи, которые видит более высокий луч, кажутся выше.
  6. Правый и левый лучи появляются справа и слева.
  7. Вещи, видимые под несколькими углами, кажутся более четкими.

Евклид не определил физическую природу этих зрительных лучей, но, используя принципы геометрии, он обсудил эффекты перспективы и округление предметов, видимых на расстоянии.

Там, где Евклид ограничил свой анализ простым прямым видением, Герой Александрийский (ок. 10–70 гг. н.э.) расширил принципы геометрической оптики, чтобы рассмотреть проблемы отражения (катоптрики). В отличие от Евклида, Герой иногда комментировал физическую природу зрительных лучей, указывая, что они с большой скоростью распространяются от глаза к видимому объекту и отражаются от гладких поверхностей, но могут задерживаться в порах неполированных поверхностей. [5] Это стало известно как теория эмиссии . [6]

Герой доказал равенство угла падения и отражения на том основании, что это кратчайший путь от предмета к наблюдателю. На этой основе он смог определить устойчивую связь между предметом и его изображением в плоском зеркале. В частности, изображение кажется находящимся за зеркалом так же далеко, как объект на самом деле находится перед зеркалом.

Подобно Герою, Клавдий Птолемей II века в своей «Оптике» считал зрительные лучи идущими от глаза к видимому предмету, но, в отличие от Героя, считал, что зрительные лучи не представляют собой дискретных линий, а образуют непрерывный конус.

Оптика документирует исследования Птолемея отражения и преломления . [7] Он измерил углы преломления между воздухом, водой и стеклом, но его опубликованные результаты показывают, что он скорректировал свои измерения так, чтобы они соответствовали его (неверному) предположению о том, что угол преломления пропорционален углу падения . [8] [9]

В исламском мире

[ редактировать ]
Репродукция страницы рукописи Ибн Саля , показывающей открытие им закона преломления, теперь известного как закон Снеллиуса.

Аль-Кинди (ок. 801–873) был одним из первых важных писателей-оптиков в исламском мире . В работе, известной на западе как De radiis stellarum , аль-Кинди разработал теорию, «что всё в мире… испускает лучи во всех направлениях, которые заполняют весь мир». [10]

Теорема Ибн Хайсама

Эта теория активной силы лучей оказала влияние на более поздних учёных, таких как Ибн аль-Хайсам , Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон . [11]

Ибн Сахл , математик, работавший в Багдаде в 980-х годах, является первым известным исламским ученым, составившим комментарий к Птолемея «Оптике» . Его трактат Фи аль-ала аль-мухрика «О горящих орудиях» был реконструирован на основе фрагментарных рукописей Рашедом (1993). [12] Работа посвящена тому, как изогнутые зеркала и линзы изгибаются и фокусируют свет. Ибн Сахл также описывает закон преломления , математически эквивалентный закону Снелла . [13] Он использовал свой закон преломления, чтобы вычислить формы линз и зеркал, фокусирующих свет в одной точке на оси.

Альхазен (Ибн аль-Хайсам), «отец оптики». [14]

Ибн аль-Хайсам (известный в Западной Европе как Альхасен или Альхазен Птолемея ), писавший в 1010-х годах, получил как трактат Ибн Сахля, так и частичный арабский перевод « Оптики» . Он произвел всесторонний и систематический анализ греческих оптических теорий. [15] Ключевое достижение Ибн аль-Хайсама было двояким: во-первых, он настаивал, вопреки мнению Птолемея, на том, что видение происходит благодаря лучам, попадающим в глаз; второй заключался в том, чтобы определить физическую природу лучей, обсуждавшихся более ранними авторами геометрической оптики, рассматривая их как формы света и цвета. [16] Затем он проанализировал эти физические лучи в соответствии с принципами геометрической оптики. Он написал множество книг по оптике, в первую очередь « Книгу оптики» ( Китаб аль-Маназир на арабском языке ), переведенную на латынь как Despectibus или Perspectiva , которая распространила его идеи в Западной Европе и оказала большое влияние на более позднее развитие оптики. [17] [6] Ибн аль-Хайсама называли «отцом современной оптики». [18] [19]

Авиценна (980–1037) согласился с Альхазеном в том, что скорость света конечна, поскольку он «заметил, что если восприятие света происходит из-за испускания каких-то частиц светящимся источником, скорость света должна быть конечной. " [20] Абу Райхан аль-Бируни (973-1048) также согласился с тем, что свет имеет конечную скорость, и заявил, что скорость света намного превышает скорость звука . [21]

Абу Абдаллах Мухаммад ибн Мауд , живший в Аль-Андалусе во второй половине XI века, написал труд по оптике, позже переведенный на латынь как Liber de crepisculis , который ошибочно был приписан Альхазену . Это была «небольшая работа, содержащая оценку угла наклона Солнца в начале утренних сумерек и в конце вечерних сумерек и попытку вычислить на основе этих и других данных высоту атмосферная влага, ответственная за преломление солнечных лучей». В результате своих экспериментов он получил значение 18°, близкое к современному значению. [22]

В конце XIII — начале XIV веков Кутб ад-Дин аль-Ширази (1236–1311) и его ученик Камаль ад-Дин аль-Фариси (1260–1320) продолжили дело Ибн аль-Хайсама и были среди первым дал правильное объяснение феномену радуги . Аль-Фариси опубликовал свои выводы в своем «Китаб Танких аль-Маназир» ( «Пересмотр [Ибн аль-Хайсама]» оптики ). [23]

В средневековой Европе

[ редактировать ]

Английский епископ Роберт Гроссетест (ок. 1175–1253) писал на широкий круг научных тем во времена зарождения средневекового университета и восстановления трудов Аристотеля. Гроссетест отразил переходный период между платонизмом раннего средневекового обучения и новым аристотелизмом , поэтому он имел тенденцию применять математику и платоновскую метафору света во многих своих произведениях. Ему приписывают обсуждение света с четырех разных точек зрения: эпистемологии света, метафизики или космогонии света, этиологии или физики света и теологии света. [24]

Оставляя в стороне вопросы эпистемологии и теологии, космогония света Гроссетеста описывает происхождение Вселенной в рамках того, что можно условно назвать средневековой теорией «большого взрыва». И его библейский комментарий « Гексамерон» (1230 x 35), и его научный « О свете» (1235 x 40) черпали вдохновение из Бытия 1:3: «Бог сказал: да будет свет», и описывали последующий процесс творения. как естественный физический процесс, возникающий из порождающей силы расширяющейся (и сжимающейся) сферы света. [25]

Оптическая диаграмма, показывающая свет, преломляемый сферической стеклянной емкостью, наполненной водой. (из Роджера Бэкона, De multiplicatione specierum )

Его более общее рассмотрение света как основного агента физической причинности появляется в его книге «О линиях, углах и фигурах» , где он утверждает, что «природный агент передает свою силу от самого себя к получателю», а также в «О природе мест» , где он отмечает что «каждое естественное действие различается по силе и слабости за счет изменения линий, углов и фигур». [26]

Английский францисканец ( Роджер Бэкон ок. 1214–1294) находился под сильным влиянием работ Гроссетеста о важности света. В своих оптических сочинениях (« Перспектива» , « De multiplicatione specierum » и « De speculis comburentibus ») он цитировал широкий спектр недавно переведенных оптических и философских работ, в том числе работы Альхасена , Аристотеля , Авиценны , Аверроэнса , Евклида , аль-Кинди , Птолемея. , Тидеус и Константин Африканский . Хотя он не был рабским подражателем, свой математический анализ света и видения он черпал из сочинений арабского писателя Альхасена. Но к этому он добавил неоплатоническую концепцию, возможно, заимствованную у Гроссетеста, о том, что каждый объект излучает силу ( вид ), с помощью которой он действует на близлежащие объекты, подходящие для приема этих видов . [27] Обратите внимание, что оптическое использование Бэконом термина «вид» существенно отличается от категорий «род/вид», встречающихся в аристотелевской философии.

Несколько более поздних работ, в том числе влиятельный «Моральный трактат о глазах» (лат. Tractatus Moralis de Oculo ) Петра Лиможского (1240–1306), помогли популяризировать и распространить идеи, содержащиеся в трудах Бэкона. [28]

Другой английский францисканец, Джон Печем (умер в 1292 г.), опираясь на работы Бэкона, Гроссетеста и ряда более ранних авторов, создал то, что стало наиболее широко используемым учебником по оптике Средневековья, Perspectiva communis . Его книга была посвящена вопросу зрения, тому, как мы видим, а не природе света и цвета. Пешам следовал модели, изложенной Альхасеном, но интерпретировал идеи Альхасена в манере Роджера Бэкона. [29]

Как и его предшественники, Витело (родился около 1230 года, умер между 1280 и 1314 годами) опирался на обширный массив оптических работ, недавно переведенных с греческого и арабского языков, чтобы создать масштабное изложение предмета под названием « Перспектива» . Его теория видения следует Альхасену, и он не учитывает концепцию видов Бэкона , хотя отрывки в его работах показывают, что на него повлияли идеи Бэкона. Судя по количеству сохранившихся рукописей, его работы не имели такого влияния, как работы Печама и Бэкона, однако его значение, как и значение Печама, возросло с изобретением книгопечатания. [30]

Теодорих Фрейбергский (ок. 1250–ок. 1310) был одним из первых в Европе, кто дал правильное научное объяснение феномену радуги . [31] а также Кутб ад-Дин аль-Ширази (1236–1311) и его ученик Камаль ад-Дин аль-Фариси (1260–1320), упомянутые выше.

Возрождение и раннее Новое время

[ редактировать ]

Иоганн Кеплер (1571–1630) начал исследование законов оптики из своего лунного эссе 1600 года. [6] И лунные, и солнечные затмения представляли собой необъяснимые явления, такие как неожиданные размеры теней, красный цвет полного лунного затмения и, как сообщается, необычный свет, окружающий полное солнечное затмение. Связанные с этим вопросы атмосферной рефракции применимы ко всем астрономическим наблюдениям. Большую часть 1603 года Кеплер приостановил свою работу, чтобы сосредоточиться на оптической теории; получившаяся рукопись, представленная императору 1 января 1604 года, была опубликована под названием Astronomiae Pars Optica ( «Оптическая часть астрономии »). В нем Кеплер описал закон обратных квадратов, управляющий интенсивностью света, отражением от плоских и изогнутых зеркал, а также принципы работы камер-обскуры , а также астрономические значения оптики, такие как параллакс и видимые размеры небесных тел. Astronomiae Pars Optica обычно считается основой современной оптики (хотя закон преломления явно отсутствует). [32]

Виллеброрд Снеллиус (1580–1626) открыл математический закон преломления , ныне известный как закон Снеллиуса , в 1621 году. Впоследствии Рене Декарт (1596–1650) показал, используя геометрические конструкции и закон преломления (также известный как закон Декарта) ), что угловой радиус радуги равен 42° (т.е. угол, образуемый в глазу краем радуги и центром радуги, равен 42°). [33] Он также независимо открыл закон отражения , а его эссе по оптике стало первым опубликованным упоминанием этого закона. [34]

Христиан Гюйгенс (1629–1695) написал несколько работ в области оптики. В их число входили Opera Reliqua (также известная как Christiani Hugenii Zuilichemii, dum viveret Zelhemii toparchae, посмертные произведения ) и Traité de la lumière .

Исаак Ньютон (1643–1727) исследовал преломление света, продемонстрировав, что призма может разлагать белый свет на спектр цветов, а линза и вторая призма могут превращать многоцветный спектр в белый свет. Он также показал, что цветной свет не меняет своих свойств, выделяя цветной луч и направляя его на различные объекты. Ньютон заметил, что независимо от того, было ли оно отражено, рассеяно или передано, оно оставалось одного и того же цвета. Таким образом, он заметил, что цвет — это результат взаимодействия объектов с уже окрашенным светом, а не объекты, сами генерирующие цвет. Это известно как теория цвета Ньютона . Из этой работы он пришел к выводу, что любой телескоп- рефрактор будет страдать от дисперсии света на цвета. Затем он изобрел телескоп-рефлектор (сегодня известный как ньютоновский телескоп ), который показал, что использование зеркала для формирования изображения позволяет обойти эту проблему. В 1671 году Королевское общество попросило продемонстрировать его телескоп-рефлектор. Их интерес побудил его опубликовать свои заметки. «О цвете» , который он позже расширил до своей «Оптики» . Ньютон утверждал, что свет состоит из частиц или корпускул и преломляется, ускоряясь в сторону более плотной среды, но ему пришлось связать их с волнами, чтобы объяснить дифракцию света ( Оптика, кн. II, Props. XII-L). Более поздние физики вместо этого предпочли чисто волновое объяснение света для объяснения дифракции. Сегодняшняя квантовая механика , фотоны и идея корпускулярно-волнового дуализма имеют лишь незначительное сходство с пониманием света Ньютоном.

В своей «Гипотезе света» 1675 года Ньютон постулировал существование эфира для передачи сил между частицами. В 1704 году Ньютон опубликовал «Оптику» , в которой изложил свою корпускулярную теорию света. Он считал, что свет состоит из чрезвычайно тонких корпускул, что обычная материя состоит из более грубых корпускул, и предполагал, что посредством своего рода алхимической трансмутации «разве грубые Тела и Свет не конвертируются друг в друга... и не могут ли Тела получить много их Деятельности от Частиц Света, входящих в их Состав?» [35]

Дифракционная оптика

[ редактировать ]
Эскиз дифракции на двух щелях Томаса Янга, который он представил Королевскому обществу в 1803 году.

Эффекты дифракции света были тщательно изучены и охарактеризованы Франческо Марией Гримальди , который также ввёл термин «дифракция » от латинского diffringere , «разбиваться на части», имея в виду распад света в разных направлениях. Результаты наблюдений Гримальди были опубликованы посмертно в 1665 году. [36] [37] Исаак Ньютон изучал эти эффекты и объяснял их изгибом световых лучей. Джеймс Грегори (1638–1675) наблюдал дифракционные картины, вызванные птичьим пером, которое фактически было первой дифракционной решеткой . В 1803 году Томас Янг провел свой знаменитый эксперимент по наблюдению интерференции двух близко расположенных щелей в своем двухщелевом интерферометре . Объясняя свои результаты интерференцией волн, исходящих из двух разных щелей, он пришел к выводу, что свет должен распространяться как волны. Огюстен-Жан Френель провел более подробные исследования и расчеты дифракции, опубликованные в 1815 и 1818 годах, и тем самым оказал большую поддержку волновой теории света, которая была выдвинута Христианом Гюйгенсом и возобновлена ​​​​Янгом в противовес теории частиц Ньютона.

Линзы и изготовление линз

[ редактировать ]
См. Также: Хронология развития телескопических технологий.

Хотя это и оспаривается, но имеются археологические свидетельства использования линз в древние времена на протяжении нескольких тысячелетий. [38] Было высказано предположение, что стеклянные наглазники на иероглифах Древнего Египта (ок. 2686–2181 до н.э.) представляли собой функциональные простые стеклянные менисковые линзы. [39] Так называемая линза Нимруда , артефакт из горного хрусталя, датируемый VII веком до нашей эры , могла использоваться как увеличительное стекло, хотя могла быть и просто украшением. [40] [41] [42] [43] [44]

Самое раннее письменное упоминание об увеличении датируется I веком нашей эры , когда Сенека Младший , наставник императора Нерона , писал: «Буквы, какими бы маленькими и нечеткими они ни были, видны увеличенными и более четкими через глобус или стакан, наполненный водой. " [45] Говорят, что император Нерон также наблюдал за гладиаторскими играми, используя изумруд в качестве корректирующей линзы. [46]

Ибн аль-Хайсам (Альхасен) писал об эффектах точечных отверстий , вогнутых линз и увеличительных очков в своей XI века «Книге оптики» (1021 г. н.э.). [45] [47] [48] Английский монах Роджер Бэкон в 1260-1270-х годахнаписал труды по оптике, частично основанные на трудах арабских писателей, в которых описывалась функция корректирующих очков для зрения и выжигающих очков. Эти тома представляли собой наброски более крупной публикации, которая так и не была выпущена, поэтому его идеи так и не получили массового распространения. [49]

Между 11 и 13 веками так называемые « камни для чтения были изобретены ». Часто используемые монахами для освещения рукописей, это были примитивные плоско-выпуклые линзы , первоначально изготовленные путем разрезания стеклянной сферы пополам. По мере экспериментов с камнями постепенно стало понятно, что более мелкие линзы увеличивают более эффективно. Около 1286 года, предположительно в Пизе, Италия, была изготовлена ​​первая пара очков, хотя неясно, кто был их изобретателем. [50]

Самыми ранними известными работающими телескопами были телескопы-рефракторы , появившиеся в Нидерландах в 1608 году. Их изобретатель неизвестен: Ганс Липперши подал заявку на первый патент в том же году, за которым две недели спустя последовала заявка на патент Якоба Метиуса из Алкмаара (ни одна из них не была удовлетворена, поскольку примеры устройств, казалось, было много в то время). В следующем году Галилей значительно усовершенствовал эти конструкции. Исааку Ньютону приписывают создание первого функционального телескопа-рефлектора в 1668 году, его ньютоновского рефлектора . [51]

Самые ранние известные образцы составных микроскопов, в которых объектив, расположенный рядом с образцом, сочетается с окуляром для просмотра реального изображения , появились в Европе около 1620 года. [52] Конструкция очень похожа на телескоп, и, как и в случае с этим устройством, его изобретатель неизвестен. И снова претензии вращаются вокруг центров изготовления зрелищ в Нидерландах, включая утверждения, что оно было изобретено в 1590 году Захариасом Янссеном и/или его отцом Гансом Мартенсом. [53] [54] [55] утверждает, что его изобрел конкурирующий производитель очков Ханс Липперши, [56] и утверждает, что его изобрел эмигрант Корнелис Дреббель , у которого, как известно, была версия в Лондоне в 1619 году. [57] [58]

Галилео Галилей (также иногда называемый изобретателем составного микроскопа), похоже, после 1609 года обнаружил, что он может с близкой фокусировкой своего телескопа рассматривать мелкие объекты, и, увидев составной микроскоп, построенный Дреббелем, выставленный в Риме в 1624 году, построил свою собственную улучшенную версию. . [59] [60] [61] Название «микроскоп» было придумано Джованни Фабером , который дал это название составному микроскопу Галилео Галилея в 1625 году. [62]

Квантовая оптика

[ редактировать ]
Основная статья: Квантовая оптика

Свет состоит из частиц, называемых фотонами , и, следовательно, по своей сути квантован. Квантовая оптика — это исследование природы и эффектов света как квантованных фотонов. Первое указание на возможность квантования света появилось у Макса Планка в 1899 году, когда он правильно смоделировал излучение абсолютно черного тела , предположив, что обмен энергией между светом и материей происходит только в дискретных количествах, которые он назвал квантами. Было неизвестно, является ли источником этой дискретности материя или свет. [63] : 231–236  В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал теорию фотоэлектрического эффекта . Оказалось, что единственным возможным объяснением эффекта было квантование самого света. Позже Нильс Бор показал, что атомы могут излучать только дискретные количества энергии. Понимание взаимодействия света и материи , вытекающее из этих разработок, не только легло в основу квантовой оптики, но и имело решающее значение для развития квантовой механики в целом. Однако разделы квантовой механики, посвященные взаимодействию материи и света, в основном рассматривались как исследования материи, а не света, и, следовательно, скорее говорили о физике атома и квантовой электронике .

Ситуация изменилась с изобретением мазера в 1953 году и лазера в 1960 году. Лазерная наука — исследование принципов, конструкции и применения этих устройств — стала важной областью, и квантовая механика, лежащая в основе принципов лазера, теперь изучалась с большим упором на свойства света, и название квантовая оптика стало привычным.

Поскольку наука о лазерах нуждалась в хороших теоретических основах, а также потому, что их исследования вскоре оказались очень плодотворными, интерес к квантовой оптике возрос. Следуя работам Дирака по квантовой теории поля , Джордж Сударшан , Рой Дж. Глаубер и Леонард Мандель применили квантовую теорию к электромагнитному полю в 1950-х и 1960-х годах, чтобы получить более детальное понимание фотодетектирования и статистики света (см . согласованность ). Это привело к введению когерентного состояния как квантового описания лазерного света и осознанию того, что некоторые состояния света невозможно описать с помощью классических волн. В 1977 году Кимбл и др. продемонстрировал первый источник света, который требовал квантового описания: один атом, испускающий по одному фотону за раз. Вскоре было предложено другое квантовое состояние света, имеющее определенные преимущества перед любым классическим состоянием, — сжатый свет . В то же время разработка коротких и ультракоротких лазерных импульсов, создаваемых методами модуляции добротности и синхронизации мод , открыла путь к изучению невообразимо быстрых (" сверхбыстрые ") процессы. Были найдены приложения для исследования твердого тела (например, рамановская спектроскопия ), а также изучены механические силы света на вещество. Последнее привело к левитации и позиционированию облаков атомов или даже небольших биологических образцов в оптической ловушке или оптических пинцетах. с помощью лазерного луча. Это, наряду с доплеровским охлаждением , было решающей технологией, необходимой для достижения знаменитой конденсации Бозе-Эйнштейна .

Другими замечательными результатами являются демонстрация квантовой запутанности , квантовой телепортации и (недавно, в 1995 году) квантовых логических вентилей . Последние представляют большой интерес для квантовой теории информации , предмета, который частично возник из квантовой оптики, частично из теоретической информатики .

Сегодняшние области интересов исследователей квантовой оптики включают параметрическое преобразование с понижением частоты , параметрические колебания , еще более короткие (аттосекундные) световые импульсы, использование квантовой оптики для получения квантовой информации , манипулирование отдельными атомами и конденсатами Бозе-Эйнштейна , их применение и способы манипулирования. их (подобласть, часто называемую атомной оптикой ).

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Т. Ф. Хоад (1996). Краткий Оксфордский словарь английской этимологии . ISBN  0-19-283098-8 .
  2. ^ Сартон, Дж. (1993). Древняя наука в золотой век Греции . Курьер Дувр . п. 248. ИСБН  978-0-486-27495-9 .
  3. ^ Лин-Ань Ву; Гуй Лу Лонг; Цихуан Гун; Гуан-Цан Го (октябрь 2015 г.). «Оптика в Древнем Китае» . Бюллетень ААППС . Ассоциация физических обществ Азиатско-Тихоокеанского региона . Проверено 2 февраля 2021 г.
  4. ^ Лукреций, 1910. О природе вещей, Bok V ll 561–591, перевод Сирила Бейли, издательство Оксфордского университета.
  5. ^ DC Линдберг , Теории зрения от аль-Кинди до Кеплера , (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 14-15.
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Гварниери, М. (2015). «Два тысячелетия света: долгий путь к волнам Максвелла». Журнал промышленной электроники IEEE . 9 (2): 54–56+60. дои : 10.1109/МИЭ.2015.2421754 . S2CID   20759821 .
  7. ^ DC Линдберг, Теории видения от аль-Кинди до Кеплера , (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 16; А. М. Смит, Поиски Птолемеем закона преломления: тематическое исследование классической методологии «сохранения видимости» и ее ограничений, Arch. Хист. Точная наука . 26 (1982), 221-240; Процедура Птолемея описана в пятой главе его «Оптики» .
  8. ^ Ллойд, Германия (1973). Греческая наука после Аристотеля . Нью-Йорк: WWNorton. стр. 131–135 . ISBN  0-393-04371-1 .
  9. ^ «Краткая история оптики» . Архивировано из оригинала 11 ноября 2013 г. Проверено 3 ноября 2008 г.
  10. ^ Цитируется в DC Lindberg, Theory of Vision from al-Kindi to Kepler , (Чикаго: Univ. of Chicago Pr., 1976), p. 19.
  11. ^ Линдберг, Дэвид К. (зима 1971 г.), «Критика Алкинди теории зрения Евклида», Isis , 62 (4): 469–489 [471], doi : 10.1086/350790 , PMID   4948770 , S2CID   40895875
  12. ^ Рашид, Р., Геометрия и диоптрия в 10 веке: Ибн Сахл, аль-Кухи и Ибн аль-Хайсам. Париж: Les Belles Lettres, 1993.
  13. ^ Рашид, Р. (1990). «Пионер анакластики: Ибн Сахл о горящих зеркалах и линзах». Исида . 81 (3): 464–91. дои : 10.1086/355456 . S2CID   144361526 .
  14. ^ Верма, Р.Л. (1969), «Аль-Хазен: отец современной оптики», Аль-Араби , 8 : 12–3, PMID   11634474
  15. ^ Линдберг, округ Колумбия (1967). «Теория видения Альхазена и ее восприятие на Западе». Исида . 58 (3): 322. дои : 10.1086/350266 . ПМИД   4867472 . S2CID   10792576 .
  16. ^ «Как свет распространяется через прозрачные тела? Свет распространяется через прозрачные тела только по прямым линиям.... Мы исчерпывающе объяснили это в нашей « Книге оптики» . Но давайте теперь упомянем кое-что, чтобы убедительно доказать это: тот факт, что свет распространяется по прямым линиям ясно наблюдается в свете, который проникает в темные комнаты через отверстия... [Т] входящий свет будет ясно виден в пыли, наполняющей воздух». - Альхазен, «Трактат о свете » (رسالة في الضوء), переведенный на английский с немецкого М. Шварцем, из «Abhandlung über das Licht» , Дж. Баарманна (редактор и переводчик с арабского на немецкий, 1882 г.) Zeitschrift der Deutschen Morgenländischen Gesellschaft Vol. 36 , цитируется Сэмюэлем Самбурски (1974), Физическая мысль от досократиков до квантовых физиков.
  17. ^ DC Линдберг, Теории видения от аль-Кинди до Кеплера , (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 58-86; Надер Эль-Бизри «Философский взгляд на оптику Альхазена», Arab Sciences and Philosophy 15 (2005), 189–218.
  18. ^ «Международный год света: Ибн аль Хайсам, пионер современной оптики, отмечается в ЮНЕСКО» . ЮНЕСКО . Проверено 2 июня 2018 г.
  19. ^ «Первый настоящий учёный » . 2009 . Проверено 2 июня 2018 г.
  20. ^ Джордж Сартон , Введение в историю науки , Vol. 1, с. 710.
  21. ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Аль-Бируни» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
  22. ^ Сабра, А.И. (весна 1967 г.), «Авторство Liber de crepusculis, работы одиннадцатого века по атмосферной рефракции», Isis , 58 (1): 77–85 [77], doi : 10.1086/350185 , S2CID   144855447
  23. ^ Дж. Дж. О'Коннор и Э. Ф. Робертсон, MacTutor Math History : Камаль ад-Дин Абул Хасан Мухаммад Аль-Фариси, « Открытие теории предположительно следует приписать аль-Ширази, ее разработку - аль-Фариси » - C Бойер, Радуга: от мифа к математике (Нью-Йорк, 1959), 127–129.
  24. ^ DC Линдберг, Теории зрения от аль-Кинди до Кеплера , (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 94-99.
  25. ^ RW Southern, Роберт Гроссетест: Рост английского разума в средневековой Европе , (Оксфорд: Clarendon Press, 1986), стр. 136–9, 205–6.
  26. ^ AC Crombie, Роберт Гроссетест и истоки экспериментальной науки , (Оксфорд: Clarendon Press, 1971), стр. 110
  27. ^ DC Линдберг, «Роджер Бэкон о свете, видении и универсальном излучении силы», стр. 243-275 в книге Джереми Хакетта, изд., Роджер Бэкон и науки: памятные эссе (Лейден: Брилл, 1997), стр. .245-250; Теории зрения от аль-Кинди до Кеплера (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 107–18; Начало западной науки (Чикаго: Чикагский университет, 1992, стр. 313.
  28. ^ Даллас Дж. Денери II (2005). Видеть и быть увиденным в мире позднего средневековья: оптика, теология и религиозная жизнь . Издательство Кембриджского университета. стр. 75–80. ISBN  9781139443814 .
  29. ^ DC Линдберг, Джон Печем и наука об оптике: Perspectiva communis, (Мэдисон, Университет Висконсина, 1970), стр. 12-32; Теории зрения от аль-Кинди до Кеплера (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 116–18.
  30. ^ DC Линдберг, Теории зрения от аль-Кинди до Кеплера , (Чикаго: Чикагский университет, 1976), стр. 118-20.
  31. ^ Нусенцвейг, Х. Мойсес (1977). «Теория радуги» . Научный американец . 236 (4): 116–127. Бибкод : 1977SciAm.236d.116N . doi : 10.1038/scientificamerican0477-116 . Проверено 16 февраля 2022 г.
  32. ^ Каспар, Кеплер , стр. 142–146.
  33. ^ Типлер, П.А. и Г. Моска (2004), Физика для ученых и инженеров , WH Freeman, стр. 1068, ISBN  0-7167-4389-2 , OCLC   51095685
  34. ^ «Рене Декарт» , Encarta , Microsoft, 2008 г., заархивировано из оригинала 29 октября 2009 г. , получено 15 августа 2007 г.
  35. ^ Доббс, Дж.Т. (декабрь 1982 г.), «Алхимия Ньютона и его теория материи», Isis , 73 (4): 523, doi : 10.1086/353114 , S2CID   170669199 со ссылкой на Opticks
  36. ^ Жан Луи Обер (1760), Мемуары по истории наук и изящных искусств , Париж: Изв. СА С; У Э. Гано, с. 149
  37. ^ Сэр Дэвид Брюстер (1831), «Трактат по оптике» , Лондон: Лонгман, Рис, Орм, Браун и Грин и Джон Тейлор, с. 95
  38. ^ Сайнс, Джордж; Сакелларакис, Яннис А. (1987). «Линзы в древности». Американский журнал археологии . 91 (2): 191–196. дои : 10.2307/505216 . JSTOR   505216 . S2CID   191384703 .
  39. ^ Енох, Джей М. (19 июля 1999 г.). «Замечательные линзы и глазные блоки в статуях Древнего Египта (около 4500 лет назад): свойства, хронология, вопросы, требующие решения. Том 3749, 18-й Конгресс Международной комиссии по оптике; (1999)» . Событие: ICO XVIII 18-й Конгресс Международной комиссии по оптике, 1999 г. Сан-Франциско, Калифорния, США. дои : 10.1117/12.354722 .
  40. ^ Уайтхаус, Дэвид (1 июля 1999 г.). «Самый старый телескоп в мире?» . Новости Би-би-си . Проверено 10 мая 2008 г.
  41. ^ «Линза Нимруда/Линза Лэйарда» . База данных коллекции . Британский музей . Проверено 25 ноября 2012 г.
  42. ^ Д. Брюстер (1852). «О найденных в Ниневии линзе из горного хрусталя и разложившегося стекла» . Достижения физики (на немецком языке). Немецкое физическое общество. п. 355.
  43. ^ История телескопа Генри К. Кинга, издательства Гарольда Спенсера Джонса Courier Dover Publications, 2003, стр. 25–27. ISBN   0-486-43265-3 , 978-0-486-43265-6
  44. ^ Барделл, Дэвид (май 2004 г.). «Изобретение микроскопа». БИОС . 75 (2): 78–84. doi : 10.1893/0005-3155(2004)75<78:tiotm>2.0.co;2 . JSTOR   4608700 . S2CID   96668398 .
  45. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Крисс, Тимоти С.; Крисс, Весна Мартич (апрель 1998 г.), «История операционного микроскопа: от увеличительного стекла до микронейрохирургии», Neurosurgery , 42 (4): 899–907, doi : 10.1097/00006123-199804000-00116 , PMID   9574655
  46. ^ Плиний Старший. «Естественная история» . Проверено 27 апреля 2008 г.
  47. ^ ( Уэйд и Фингер, 2001 )
  48. ^ ( Эллиотт 1966 ) : Глава 1
  49. ^ «Изобретение очков. Как и где могли возникнуть очки» . Колледж оптометристов, College-optometrists.org .
  50. ^ Иларди, Винсент (1 января 2007 г.). Видение эпохи Возрождения от очков к телескопам . Американское философское общество. стр. 4–6 . ISBN  9780871692597 .
  51. ^ А. Руперт Холл (1996). Исаак Ньютон: авантюрист в мысли . Издательство Кембриджского университета. п. 67 . ISBN  978-0-521-56669-8 .
  52. ^ Мерфи, Дуглас Б.; Дэвидсон, Майкл В. (2011). Основы световой микроскопии и электронной визуализации (2-е изд.). Оксфорд: Уайли-Блэквелл. ISBN  978-0471692140 .
  53. ^ заявление, сделанное сыном Захариаса Янссена в 1655 году.
  54. ^ Сэр Норман Локьер (1876 г.). Природа Том 14 .
  55. ^ Альберт Ван Хелден; Свен Дюпре; Роб ван Гент (2010). Происхождение телескопа . Издательство Амстердамского университета. стр. 32–36, 43. ISBN.  978-90-6984-615-6 .
  56. ^ «Кто изобрел микроскоп?» . Живая наука . 14 сентября 2013 года . Проверено 31 марта 2017 г.
  57. ^ Эрик Джоринк (25 октября 2010 г.). Чтение Книги природы в Золотой век Голландии, 1575-1715 гг . ISBN  978-9004186712 .
  58. ^ Уильям Розенталь, Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по коллекционированию, Norman Publishing, 1996, страницы 391–392.
  59. ^ Раймонд Дж. Сигер, Люди физики: Галилео Галилей, его жизнь и его работы, Elsevier - 2016, стр. 24
  60. ^ Дж. Уильям Розенталь, Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по коллекционированию, Norman Publishing, 1996, стр. 391.
  61. ^ uoregon.edu, Галилео Галилей (Отрывок из Британской энциклопедии)
  62. ^ Гулд, Стивен Джей (2000). «Глава 2: Остроглазая рысь, обманутая природой». Лежащие камни Марракеша . Лондон: Джонатан Кейп. ISBN  0-224-05044-3 .
  63. ^ Уильям Х. Кроппер (2004). Великие физики: жизнь и времена ведущих физиков от Галилея до Хокинга . Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-517324-6 .

Цитируемые работы

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
В Wikiquote есть цитаты, связанные с историей оптики .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=History_of_optics&oldid=1233674537"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1a0820e4da567b326659b28d1bdde90a__1720603080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1a/0a/1a0820e4da567b326659b28d1bdde90a.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
History of optics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)