Οπτική

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Οπτική ονομάζεται ο κλάδος της Φυσικής που μελετά τη συμπεριφορά και τις ιδιότητες του φωτός, καθώς και όλα εκείνα τα φαινόμενα που σχετίζονται με αυτό. Επειδή όμως η ορατή αντίληψη του χώρου και της ύλης γίνεται με φακούς που βρίσκονται στα όργανα της όρασης, τους οφθαλμούς, κύριο αντικείμενο μελέτης της οπτικής είναι επίσης και τα οπτικά μέσα (κάτοπτρο, φακός, οπτική ίνα κλπ) και όργανα (κάμερα, μικροσκόπιο, τηλεσκόπιο, περισκόπιο κλπ).

Ανάλογα με το μοντέλο που υιοθετείται για τη φύση του φωτός, μπορούμε να διαχωρίζουμε τον κλάδο της Οπτικής στους παρακάτω τομείς:

  • Η Γεωμετρική Οπτική θεωρεί το φως ως ένα σύνολο από φωτεινές ακτίνες που διαδίδονται σύμφωνα με την αρχή του ελαχίστου χρόνου, η οποία διατυπώθηκε το 1650 από το Γάλλο μαθηματικό Πιέρ ντε Φερμά. Σύμφωνα με την αρχή του ελαχίστου χρόνου, όταν το φως διαδίδεται από ένα σημείο του χώρου σε ένα άλλο, ακολουθεί τη διαδρομή για την οποία απαιτείται ο ελάχιστος χρόνος. Συνέπεια της παραπάνω αρχής αποτελεί η διαπίστωση ότι μέσα σε κάθε ομοιογενές υλικό το φως ακολουθεί ευθύγραμμη πορεία διάδοσης. Φαινόμενα που ερμηνεύονται στα πλαίσια της Γεωμετρικής Οπτικής είναι η ανάκλαση και η διάθλαση του φωτός.
  • Η Κυματική Οπτική διαπραγματεύεται το φως ως ένα κύμα. Αποδίδει δηλαδή σε αυτό χαρακτηριστικά ενός κύματος, όπως είναι η συχνότητα και το μήκος κύματος. Φαινόμενα που ερμηνεύονται στα πλαίσια της Κυματικής Οπτικής είναι η περίθλαση, η συμβολή και η πόλωση του φωτός. Ως κύμα διαπραγματεύεται το φως και ο Ηλεκτρομαγνητισμός, θεωρώντας το ως ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Κάτω από αυτό το πρίσμα, πολλές φορές η Οπτική αντιμετωπίζεται ως υπο-πεδίο του Ηλεκτρομαγνητισμού.
  • Η Κβαντική Οπτική αποτελεί την εφαρμογή της Κβαντομηχανικής θεωρίας στα φαινόμενα που σχετίζονται με το φως και την αλληλεπίδρασή του με την ύλη. Στα πλαίσια της Κβαντικής Οπτικής το φως αποτελείται από σωματίδια, γνωστά και ως κβάντα φωτός ή φωτόνια. Στα πλαίσια της κβαντικής οπτικής ερμηνεύεται και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η εκπομπή δηλαδή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια μετάλλων όταν σε αυτά προσπίπτει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.


Κλάδοι της Φυσικής
Ατομική και Μοριακή Φυσική | Γενική Θεωρία Σχετικότητας | Ειδική Θεωρία Σχετικότητας | Ηλεκτρομαγνητισμός | Θερμοδυναμική | Κβαντική Θεωρία Πεδίου | Κβαντική Μηχανική | Κλασσική Μηχανική | Μηχανική των Ρευστών | Οπτική | Σωματιδιακή Φυσική | Στατιστική Μηχανική | Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης