ΕΙΣΑΓΩΓΗ
| Οπτική ονομάζεται το μέρος της Φυσικής, το οποίο πραγματεύεται τα φαινόμενα, τα σχετικά με το φως, δηλαδή με τις ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες, οι οποίες μπορούν να γίνουν αντιληπτές από το ανθρώπιμο μάτι. |
Κατ’ επέκταση στην οπτική περιλαμβάνονται και περιοχές που βρίσκονται και από τις δύο πλευρές της ορατής περιοχής δηλαδή την υπέρυθρη και την υπεριώδη ακτινοβολία. Ωστόσο, για λόγους καθαρά διδακτικούς, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα περιγράφονται στο κεφάλαιο του Ηλεκτρισμού.
Η Οπτική χωρίζεται σε τρία μέρη: α) τη Γεωμετρική Οπτική , β) την Κυματική Οπτική και γ) την Κβαντική Οπτική.
Στην πραγματικότητα η διαίρεση αυτή είναι εντελώς τεχνητή και γίνεται μόνο για διδακτικούς λόγους. Την πραγματική φύση των φαινομένων περιγράφουν η Κυματική και η Κβαντική Οπτική, ενώ η Γεωμετρική Οπτική κατορθώνει να περιγράψει και να εξηγήσει περισσότερα φαινόμενα με απλουστευμένο τρόπο.
| Ονομάζουμε φως το φυσικό αίτιο που διεγείρει το μάτι μας και το κάνει να βλέπει |
Μια από τις πρώτες θεωρίες που διατυπώθηκαν για τη φύση του φωτός είναι του Πλάτωνα, που πίστευε πως το φως αποτελείται από ακτίνες που έστελναν τα μάτια μας. Την άποψη του την αποδέχθηκε και ο Ευκλείδης. Οι Πυθαγόρειοι, λίγο αργότερα, πίστευαν πως το φως εξέρχεται από φωτεινά σώματα και κατευθύνεται προς το μάτι με τη μορφή πολύ μικρών σωματίδίων.
Ο Εμπεδοκλής δίδασκε πως το φως αποτελείται από κάποιου είδους κύματα μεγάλης ταχύτητας. Το 1704 ο Ισαάκ Νεύτων περιέγραψε το φως σαν ρεύμα σωματίων. Επέμενε στην άποψη του αυτή παρά το πείραμα που έκανε αργότερα με το ανακυκλώμενο φως σε γυάλινες πλάκες, όπου παρατήρησε τους φωτεινούς και σκοτεινούς κροσσούς (δακτύλιοι του Νεύτωνα) και αναγνώρισε πως τα σωμάτια του φωτός έχουν κάποιου είδους κυματική φύση. Ο Κρίστιαν Χόυχενς υποστήριξε έντονα την κυματική θεωρία του φωτός.
Το 1801 ο Τόμας Γιάνγκ έκανε το “πείραμα της διπλής σχισμής”, που φάνηκε ν’ αποδεικνύει τελικά πως το φως είναι κυματικό φαινόμενο. Η άποψη αυτή ενισχύθηκε το 1862 από την ανακοίνωση του Μαξγουελ ότι το φως είναι ενέργεια μεταφερόμενη από το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Ο Hertz 25 χρόνια μετά επιβεβαίωσε την κυματική άποψη για το φως. Το 1905 όμως ο ΄Αλμπερτ Αϊνστάιν δημοσίευσε μια εργασία, που κέρδισε και το βραβείο Νόμπελ, και με την οποία αναιρούσε την κυματική θεωρία του φωτός, αποδεικνύοντας ότι το φως κατά τις αλληλεπιδράσεις του με την ύλη δεν περιορίζεται σε συνεχή κύματα, όπως πίστευε ο Μάξγουελ, αλλά σε μικροσκοπικά πακέτα ενέργειας που τα ονόμασε κβάντα φωτός ή φωτόνια.
Οι πρώτες επιτυχείς μετρήσεις της ταχύτητας του φωτός είχαν τη βάση τους πάνω σε αστρονομικές παρατηρήσεις. Στη συνέχεια ακολούθησαν και άλλες μετρήσεις βασιζόμενες σε διάφορες μεθόδους όπως η μέθοδος Fizeau καθώς επίσης και η μέθοδος Bergstrand η οποία αποτελεί παραλλαγή της μεθόδου Fizeau. Βρέθηκε λοιπόν ότι η ταχύτητα (Co) του φωτός στο κενό είναι:
Co = 299.792,7 km/sec ±0,25 km/sec » 300000 km/sec. |
|