광학 - 광학의 개념, 역사 및 유형

2024-11-21특리12

우리는 광학이 무엇인지, 광학의 역사, 다른 과학에 미치는 영향, 물리적, 기하학적, 현대 광학이 어떻게 다른지 설명합니다.

광학은 빛의 특성과 빛의 사용 방법을 연구합니다.

광학이란 무엇입니까?

광학은 가시광 선의 특성과 동작을 연구하는 물리학 의 한 분야입니다 . 또한 이를 감지하거나 사용하기 위한 도구 구성과 같이 인간 생활 에 대한 최종 적용을 분석합니다.

빛은 광학계에서 전자기 방출 대역으로 정의되어 왔으며 , 그 동작은 자외선이나 적외선과 같이 (우리에게) 보이지 않는 전자기 스펙트럼 형태와 유사합니다 .

이는 그 거동이 파동 역학 (빛이 입자 로 작용하는 매우 구체적인 상황 제외 )과 빛의 고전 전기역학 접근 방식에 따라 설명될 수 있음을 의미합니다.

광학은 다른 과학 , 특히 천문학 , 공학, 사진 및 의학(안과 및 검안) 에 도구를 제공하는 매우 중요한 연구 분야입니다 . 우리는 거울, 렌즈, 망원경, 현미경 , 레이저 및 광섬유 시스템 의 존재 덕분에 가능합니다 .

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광학의 역사

광학은 현미경과 같은 과학에 필수적인 발명을 가능하게 했습니다.

광학 분야는 고대부터 인간 의 관심사였습니다. 가장 초기에 알려진 렌즈 시도는 아시리아에서 만들어진 니르무드(기원전 700년)의 렌즈와 같이 고대 이집트 나 고대 메소포타미아 로 거슬러 올라갑니다.

고대 그리스인들은 또한 빛의 본질을 이해하는 데 관심을 가졌으며 , 빛의 수용 또는 시각 과 방출이라는 두 가지 관점을 기반으로 이해했습니다. 고대 그리스인들은 물체가 빛( 에이돌라 라고 함)을 통해 자신의 복사본을 방출한다고 생각했기 때문입니다 . 데오크리토스, 에피쿠로스, 플라톤, 아리스토텔레스와 같은 철학자들은 광학을 광범위하게 연구했습니다.

이 학자들의 뒤를 이어 유럽 중세 시대 의 이슬람 연금술사 와 과학자들이 등장했습니다 . 예를 들어 Al-Kindi(c. 801-873), 특히 Abu Ali-al-Hasan 또는 Alhazén (965-1040) 은 광학의 아버지로 간주됩니다 . 광학 책 (11세기) 에서 그는 굴절과 반사 현상을 탐구합니다.

유럽 르네상스는 특히 Roberto Grosseteste와 Roger Bacon 덕분에 그 지식을 서양에 가져왔습니다. 최초의 실용적인 안경은 1286년경 이탈리아에서 제작되었습니다 . 그 이후로 다양한 과학적 목적을 위한 광학 렌즈의 적용이 중단되지 않았습니다.

광학 덕분에 코페르니쿠스, 갈릴레오 갈릴레이, 요하네스 케플러 같은 천재들이 천문학 연구를 수행할 수 있었습니다. 나중에 최초의 현미경은 미생물 의 생명을 발견하고 현대 생물학과 의학 의 시작을 가능하게 했습니다. 전체 과학 혁명은 대체로 광학의 기여에 기인합니다 .

물리적 광학

물리광학은 빛을 공간 에서 전파되는 파동으로 간주하는 것입니다 . 중요한 예를 들자면 맥스웰 방정식과 같은 사전 지식을 활용하면서 물리학의 원리와 추론 에 가장 충실한 것이 광학 분야입니다 .

그런 식으로 간섭, 편광, 회절과 같은 물리적 현상에 관심을 갖습니다 . 또한 수치 시뮬레이션 시스템이 아닌 경우 특정 상황이나 특정 매체에서 빛이 어떻게 작동하는지 알 수 있는 예측 모델을 제안합니다.

기하광학

기하광학을 통해 무지개나 프리즘과 같은 현상을 연구할 수 있습니다.

기하광학은 Snell로 알려진 네덜란드 과학자 Willebrord Snel van Royen(1580-1626)의 굴절과 반사에 관한 현상학적 법칙 의 기하학적 응용에서 탄생했습니다 .

이를 위해 광학의 이 분야는 광선의 존재에서 시작됩니다. 광선의 동작은 렌즈, 거울 및 디옵터에 해당하는 공식을 찾는 기하학 규칙으로 설명됩니다. 이러한 방식으로 무지개 , 빛의 전파, 프리즘과 같은 현상을 연구하는 것이 가능합니다 . 이 모든 것은 수학 언어를 사용 합니다 .