Studijní text z Fyziky na téma Optika

OPTIKA

Optika je vědní obor, zabývající se vznikem, šířením, interakcí s látkou a detekcí optického záření (světla). Z historických důvodů se dělí na geometrickou optiku, vlnovou optiku a kvantovou optiku.

Geometrická optika je založena na představě světelných paprsků, které se šíří prostorem navzájem nezávisle a řídí se zákonem lomu a odrazu. Na jejím základě byla vybudována teorie optického zobrazování, která je základem pro konstrukci optických soustav, používaných v řadě oblastí vědy a techniky. Geometrická optika se nezabývá vznikem a podstatou světla a ani nepřihlíží k jeho vlnovým vlastnostem.

Vlnová optika zkoumá otázky související se vznikem, podstatou a šířením světla. Jejím základem jsou Maxwellovy rovnice a vlastnosti prostředí popisuje fenomenologicky pomocí makroskopických materiálových konstant. Vlnová optika umožňuje objasnit všechny zákony geometrické optiky a stanovit meze jejich použitelnosti a platnosti. Vlnová optika nám umožňuje zkoumat jevy difrakce, interference a polarizace světla a řadu dalších jevů.

Kvantová optika se zabývá mikrostrukturou světelných polí a optickými jevy, které mají výrazný kvantový (korpuskulární) charakter. Umožňuje pochopit a správně vysvětlit interakci (vzájemné působení) záření s látkou.

Optika je soubor jevů pozorovaných zrakem. Příčina těchto jevů, světlo, byla studována již ve starověku, a všechny principy, na nichž spočívá geometrická i vlnová optika byly známy již na konci minulého století. V roce 1905 se v optice uskutečnila revoluce, když Einstein zavedl pro světelnou částici pojem foton, aby mohl vysvětlit fotoelektrický jev. Přesto ale předchozí teorie nebyly opuštěny, protože světlo vykazuje dva základní aspekty - vlnový a částicový (korpuskulární).