Aliens

Fizikālā optika

Optikas nozare, kas aptver visus optikas virzienus, kas pēta gaismas dabu un ar gaismas parādībām saistītās problēmas.

Plašākā fizikālās optikas nozare ir viļņu optika (dažreiz šaurākā nozīmē fizikālo optiku saprot kā viļņu optiku), kas pēta parādības, kurās izpaužas gaismas viļņējādā daba, - gaismas difrakciju, gaismas interferenci, gaismas izkliedi, gaismas dispersiju, gaismas polarizāciju, optisko aktivitāti. Viļņu optiku var iedalīt ganpēc pētāmā objekta (molekulārā optika, metāloptika, kristāloptika, atmosfēras optika, plāno kārtiņu optika, nehomogēnas vides optika), gan pēc pētīšanas metodēm (nefelometrija, elipsometrija, refraktometrija). Viļņu optikas matemātiskais pamats ir Maksvela vienādojumi. Vides īpašības raksturo makrokonstantes: dielektriskā caurlaidība epsilona un magnētiskā caurlaidība mī. Tās nosaka laušanas koeficientu n = kvadrātsakne no epsilona reiz mī. 

Klasiskajā viļņu optikā valda uzskats, ka vides optiskās īpašības nav atkarīgas no  gaismas intensitātes. Gadījumus, kuros šis pieņēmums nav spēkā (piemēram, ļoti intensīvu starojumu), pēta nelineārā optika. Viļņu optika pietiekami precīzi apraksta gaismas izplatīšanos, bet neizskaidro gaismas absorbcijas un emisijas procesus, piemēram, fotoefektu, optiskos spektrus. Šajos procesos ir svarīgi zināt elementāro sistēmu (atomu, molekulu) kvantu īpašības, un tos pēta kvantu optika.

Pēc lāzeru izveidošanas izveidojies jauns fizikālās optikas virziens - lāzeru optika. Lāzera starojums ir koherents un monohromatisks. Izmantojot šādu starojumu un balstoties uz atbilstību starp ķermeņa formu un šā ķermeņa atstarotā gaismas viļņa amplitūdas un fāzes sadalījumu, attēlu var iegūt bez fokusējošās sistēmas.

Vēsture. Fizikālās optikas attīstība sākās XVII gs., kad F.Grimaldi 1665.gadā atklāja gaismas difrakciju un interferenci. Tālāk tā attīstīta Ī.Ņūtona, R.Huka, K.Heigensa darbos. T.Jangs un O.Ž.Frenels atklāja, ka gaismas viļņi ir šķērsviļņi, bet M.Faradejs un Dž.K.Maksvels pierādīja, ka gaisma ir elektromagnētiski viļņi.
XX gs. sākumā tika ieviests gaismas kvanta jēdziens - M.Planks, A.Einšteins.
Mūsdienu fizikālās optikas kvantu priekšstati nav pretrunā ar viļņu priekšstatiem. Fizikālās optikas parādības un metodes plaši lieto zinātnē un tehnikā, piemēram, analīzē un kontrolē, sakaros, elektrotehnikā.

Saites.
Optika un optiķi.