אופטיקה
ערך זה עוסק בתחום בפיזיקה. אם התכוונתם לספר של הפיזיקאי אייזיק ניוטון, ראו אוֹפְּטִיקָה היא תחום בפיזיקה המתאר את התכונות וההתנהגות של האור, ואת יחסי הגומלין בין אור לחומר. אופטיקה מסבירה תופעות אופטיות, שמצידן מדגימות את עקרונות האופטיקה.
האופטיקה נוכחת בחיי היום-יום: עדשת העין האנושית פועלת על-פי עקרונותיה, ותופעות רבות בהן הקשת בענן, פאטה מורגנה (מיראז'), ההילה סביב הירח או השמש, "כלבי השמש", ההבזק הירוק ועוד, הן אופטיות.
תחום האופטיקה מוקדש בדרך-כלל לתיאור ההתנהגות של אור נראה, אור תת-אדום, ואור על-סגול על הספקטרום האלקטרומגנטי; אולם היות שאור הוא קרינה אלקטרומגנטית, תופעות מקבילות מתרחשות גם בקרני רנטגן, קרינת מיקרוגל, גלי רדיו וסוגים אחרים של קרינה אלקטרומגנטית. לפיכך ניתן להתייחס לאופטיקה כאל תת-תחום של אלקטרומגנטיות. מספר תופעות אופטיות תלויות בטבעו הקוונטי של האור, ולפיכך תחומים מסוימים באופטיקה קשורים גם למכניקת הקוונטים.
עם זאת, אופטיקה, כתחום מחקר מדעי, נחשבת באופן כללי לנפרדת מקהילת המחקר הפיזיקלי. יש לה זהות משלה, עם עמותות וועידות מדעיות משלה. ההיבטים המדעיים גרידא של אופטיקה נקראים לעיתים מדע האופטיקה או אופטיקה פיזיקלית. תחום האופטיקה היישומית נקרא לעיתים הנדסה אופטית. הנדסה אופטית יישומית העוסקת במערכות תאורה נקראת הנדסת תאורה. לכל אחד מתחומי מחקר ועיסוק אלה יש יישומים משלו, מיומנויות טכניות נפרדות, מוקדי עניין שונים וקשרים מקצועיים נפרדים.
בשל החשיבות הרבה של "מדע האור" ליישומים מעשיים, תחום מדע האופטיקה וההנדסה האופטית נוטים להיות מאד רב-תחומיים. ניתן למצוא עיסוק במדע האופטיקה כחלק מתחומים רבים ושונים, כגון הנדסת חשמל, פיזיקה, רפואה, ועוד.
היסטוריה
ראשית מדע האופטיקה וחקר מדע האור (ראו גם אור ופוטון) בימי תור הזהב של האסלאם בימי הביניים, עם מחקריהם של איבן סהל (Ibn Sahl) ואיבן אל-היית'ם על עדשות, מהות האור, ותופעות אופטיות: הנפיצה, אור וצל, צבע האור בשקיעה, אשליית ההגדלה של השמש והירח הסמוכים לאופק, ליקוי חמה, וקשת בענן. האור באותה תקופה נחשב לעשוי מחלקיקים. במאה ה-18 ניתנו הסברים לתופעות רבות הקשורות לאור באמצעות התורה הגלית. בתחילת המאה ה-20 התבסס עיקרון דואליות גל-חלקיק וההבנה כי האור הוא גם גל וגם חלקיק, כתלות בתופעה אותה חוקרים. במחצית השנייה של המאה ה-20 התפתחה האלקטרודינמיקה הקוונטית, אשר מסבירה באופן בסיסי יותר את מהות האור באמצעות שדות קוונטיים, ושימושית בעיקר בתדירויות גבוהות מאד של האור (קרני גמא).
אם כן, כיום ידועות שלוש דרכים שבהם ניתן להציג את האור:
- כקרן. כך הוא מתואר באופטיקה הגאומטרית.
- כגל (גל אלקטרומגנטי). כך הוא מתואר באופטיקה הפיזיקלית.
- כחלקיק (פוטון). כך הוא מתואר באופטיקה הקוונטית.
תופעות אופטיות
תופעה אופטית היא תופעה שמקורה בתכונותיו של האור. בין התופעות האופטיות המעניינות נמנות:
- שבירת אור
- החזרה פנימית מלאה
- שבירה כפולה
- נפיצה
- עקיפה
- לזירה (הפקת קרינת לייזר)
אופטיקה קלאסית
אופטיקה קלאסית, או אופטיקה גאומטרית, היא תחום באופטיקה המתאר את התקדמות האור במונחים של קרני אור. קרני אור משנות כיוון בנקודות מגע בין שני תווכים שונים, והן עשויות להיות עקומות בתווך בו מקדם השבירה הוא פונקציה של המיקום. הקרן באופטיקה גאומטרית ניצבת לחזית הגל באופטיקה פיזיקלית.
ראו גם
- שקיפות
- שבירת אור
- החזרת אור
- החזרה מלאה
- שבירה כפולה
- עקיפה
- הטיית אור
- פיזור אור
- קיטוב (פולריזציה)
- אופטיקת פורייה
- עיקרון פרמה
- עדשה
- מראה
- מנסרה
- מכשור אופטי
- זכוכית מגדלת
אופטיקה מודרנית
אופטיקה מודרנית היא הכינוי המקובל לתחומי המחקר באופטיקה שנעשו פופולריים במהלך המאה ה-20. תחומי מחקר אלה נוגעים בדרך-כלל במאפיינים האלקטרומגנטיים והקוונטיים של האור, אולם הם כוללים גם נושאים אחרים.
ראו גם
- אופטיקה קוונטית
- לייזר
- הולוגרפיה
- אופטיקת גבישים
- אופטיקה לא לינארית
- אופטיקה סטטיסטית
- אופטיקה פיזיקלית
- אופטיקת פורייה
- אופטיקת פרנל
- אופטיקה משתברת
- אופטיקת גל מונחה
- אופטיקה משולבת
- אופטיקה של שכבות דקות
- מעבד אופטי
- מיקרו אופטיקה
- ננו-פוטוניקה
- רדיומטריה
- פוטומטריה
תחומי אופטיקה נוספים
|
עיינו גם בפורטל
פורטל הפיזיקה מהווה שער לחובבי הפיזיקה ולמתעניינים בתחום. בפורטל תוכלו למצוא מידע על פיזיקאים חשובים, על ענפי הפיזיקה, על תאוריות פיזיקליות ועוד. |
התחומים הבאים נוגעים במדע האופטיקה, או שמדע האופטיקה מהווה נדבך חשוב בהם:
- קולורימטריה (מדע הצבעים)
- הנדסת תאורה
- מערכת הראייה האנושית
- מערכות תקשורת אופטיות
- סיב אופטי
- עיבוד תמונה
- זיהוי תבניות
- צילום
- תורת המידע
- מדע החומרים
- מעבד אופטי
- פוטואלסטיות
קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה |
|---|
 ערך מילוני בוויקימילון: אופטיקה |
| תחומים בפיזיקה | ||
|---|---|---|
| פיזיקה קלאסית | אופטיקה • אלקטרומגנטיות • אסטרונומיה • אקוסטיקה • מכניקה (מכניקה קלאסית • מכניקת הזורמים • מכניקת הרצף) • תרמודינמיקה | |
| פיזיקה מודרנית | אלקטרואופטיקה • אסטרופיזיקה • פיזיקת חלקיקים • פיזיקה גרעינית • פיזיקת מצב מעובה • פיזיקה סטטיסטית • תורת היחסות (הכללית • הפרטית) • מכניקת הקוונטים • תורת השדות הקוונטית • תורת המיתרים • פיזיקה כימית | |
| נושאים בינתחומיים | ביופיזיקה • פיזיקה רפואית • גאופיזיקה • פיזיקה מולקולרית | |
| היסטוריה של הפיזיקה | היסטוריה של הפיזיקה עד המאה ה-20 • התפתחות הפיזיקה במאה ה-20 | |