Òptica: diferència entre les revisions

** Les [[lent]]s de contacte

** ...

 

Des d'un punt de vista físic, la llum és una ona electromagnètica. Segons els model utilitzat per la llum, es distingeix entre les següents "rames", per ordre creixent de precisió:

 

 

== Desenvolupament històric ==

L'òptica geomètrica en l'Edat antiga coneixia la propagació rectilínia de la llum, la [[reflexió]] i la [[refracció]]. Dos filòsofs i matemàtics grecs varen escriure un tractat sobre òptica: [[Empèdocles]] i [[Euclides]].

 

 

== Òptica moderna ==

L'òptica moderna abasta les regions de la ciència i l'enginyeria òptica que es va fer popular al [[segle XX]]. Aquestes àrees de la ciència òptica normalment es refereixen a l'electromagnètica o les propietats quàntiques de la llum, però s'inclouen altres temes. Un subcamp important de l'òptica moderna, l'òptica quàntica, en concret s'ocupa de les propietats mecàniques a nivell quàntic de la llum. Es va començar a estudiar el [[1899]] de la mà de [[Max Planck]], amb la seva deducció de la radiació del [[cos negre]], assumint que l'intercanvi d'[[energia]] entre la llum i la matèria només es produïa en quantitats discretes. L'estudi d'aquest tema va anar avançant i no es va quedar només en teoria. En l'actualitat, alguns dispositius moderns com el [[làser]], els seus principis de funcionament depenen de la mecànica quàntica. Els detectors de llum, com [[fotomultiplicador]]s i [[electromultiplicador]]s, responen a [[Fotó|fotons]] individuals. Els sensors electrònics d'imatge, com ara [[CCD]]. Els [[Díode emissor de llum|díodes emissors de llum]] i les [[Cèl·lula fotoelèctrica|cèl·lules fotovoltaiques]] no es poden entendre sense la mecànica quàntica. En l'estudi d'aquests dispositius, l'òptica quàntica sovint se superposa amb l'electrònica quàntica.

 

== Llei de Snell ==

La [[llei de Snell]] és una fórmula simple utilitzada per calcular l'angle de refracció de la llum en travessar la superfície de separació entre dos medis de propagació de la llum (o qualsevol ona electromagnètica) amb índex de refracció diferent. El nom prové del seu descobridor, el matemàtic holandès Willebrord Snel van Royen (1580-1626). Li van posar "Snell" a causa del seu cognom però li van posar dues "l" pel seu nom Willebrord el qual porta dues "l". La llei de Snell és molt utilitzada en molts casos. La llei afirma que el producte de l'índex de refracció pel sinus de l'angle d'incidència és constant per a qualsevol raig de llum que incideixi sobre la superfície que separa dos medis. Encara que la llei de Snell va ser formulada per explicar els fenòmens de refracció de la llum, es pot aplicar a tot tipus d'ones que travessin una superfície de separació entre dos medis en els quals la velocitat de propagació de l'ona variï.

 

 

En la refracció el raig de llum que es travessa d'un mitjà transparent a un altre, es denomina raig incident, el raig de llum que es desvia en ingressar al segon medi transparent s'anomena raig refractat, l'angle en què el raig incident, en ingressar al segon mitjà, forma amb la perpendicular a aquest, s'anomena angle d'incidència, l'angle que el raig incident forma amb el raig refractat, en desviar, s'anomena angle de refracció

 

== Interferència i difracció ==

Robert Boyle i Robert Hooke i a dita teoria la proposà Isaac Newton, els altres varen descobrir, de manera independent, el fenomen de la interferència coneguda com a anells de Newton. Hooke també observà la presència de llum en l'ombra geomètrica, degut a la difracció, fenomen el qual va ser descobert per [[Francesco Maria Grimaldi]]. Hooke pensava que la llum consistia en vibracions propagades instantàniament a gran velocitat i pensava que en un medi homogeni cada vibració generava una esfera que creixia de forma regular. Amb aquestes idees, Hooke intentà explicar el fenomen de la refracció i interpretar els colors. Encara que els estudis que aclarien les propietats dels colors vara ser desenvolupats per Newton que va descobrir el 1666 que la llum blanca pot dividir-se en els seus colors components mitjançant un prisma i trobà que cada color pur es caracteritza per una refractabilitat específica. Les dificultats que la teoria ondulatòria es trobava per explicar la propagació rectilínia de la llum i la polarització (descoberta per Huygens) portaren a Newton a inclinar-se per la teoria corpuscular, que suposa que la llum es propaga des dels cossos lluminosos en forma de partícules.

 

 

== Les ones lluminoses com ones electromagnètiques ==

Mentrestant, les investigacions en [[electricitat]] i [[magnetisme]] es desenvolupaven culminant en els descobriments de [[Michael Faraday]]. [[James Clerk Maxwell]] va aconseguir resumir tot el coneixement previ en aquest camp en un sistema d'equacions que establien la possibilitat d'ones electromagnètiques amb una velocitat que podia calcular a partir dels resultats de mesures elèctriques i magnètiques. Quan Rudolph Kohlrausch i [[Wilhelm Weber]] van realitzar aquestes mesures, la velocitat obtinguda resultar coincidir amb la velocitat de la llum. Això va portar a Maxwell a especular que les ones lluminoses eren electromagnètiques, el que es va verificar experimentalment el 1888 per [[Heinrich Hertz]].

 

== Instruments òptics ==

Les lents individuals tenen una varietat d'aplicacions incloses en fotografia, lents de correcció i lents d'augment mentre que els miralls són utilitzats en reflectors parabòlics i retrovisors. Combinant miralls, prismes i lents apareixen instruments òptics amb usos molt pràctics. Per exemple, un [[periscopi]] està format per dos miralls alineats de tal forma que permeten veure a través d'obstruccions. Els instruments òptics més famosos en la [[ciència]] són el [[microscopi]] i el [[telescopi]]

 

== Vegeu també ==

* [[Llei de Snell]]

* [[Línies d'absorció]]

* [[Refracció]]

* [[Metamaterial]]

 

{{física}}