[h=2]اپتيك و زندگي از همان بدو خلقت اپتيك نقش و تأثير خودش را در زندگي داشته و از همان اوايل نيز بررسيها و مطالعات در اين زمينه شروع و اختراعاتي به ثبت رسيده است، يكي از شاخههاي اساسي فيزيك در تمام سطوح تحصيلي ، اپتيك ميباشد. اغلب شما در زندگي روزمره پديدههاي اپتيكي و وسايل اپتيكي (قطعات نوري) را ديده و بكار گرفتهايد.
مثلاً كنجكاو هستيد بدانيد كه
عدسيها چي هستند و چگونه كار ميكنند؟
آينهها چگونه ميتواند نور خورشيد را متمركز كند؟
يك جسم چرا رنگي ديده ميشود؟
رنگين كمان چگونه تشكيل ميشود؟
سرخي آسمان از چيست؟ و هزاران پديده ديگر ... .
علم اپتيك (Optic)
برخيها دنبال اين هستند كه چرايي اين پديدهها را پيدا كنند، اما برخيها دنبال ابزارهايي هستند كه اين پديدهها را مشاهده كنند. علم جديد پيشنهاد ميكند كه هر دو گروه بايستي خودش را به معادله عدسي نازك ، قوانين اسنل ، چگونگي رديابي پرتو و ... مجهز نمايد. يك فرد كنجكاو وفتي پديده اپتيكي را ميبيند سريعاً دنبال طراحي دستگاههاي اپتيكي ميرود.
اما بايد بدانيم كه بدون مجهز شدن به علم اپتيك نميتوانيم سيستمي اپتيكي بسازيم. پيشنهاد ميكنيم كه وقايع تجربي اپتيك را مشاهده كنيم و با ملاحظات نظري اپتيك مقدماتي آنها را بيان نماييم، سپس با ارائه ايده خود دنبال وسايل اپتيكي و ساخت آنها و يا چگونگي كار كردشان باشيم.
سير تحولي اپتيك كلاسيك و مدرن
اپتيك از ديدگاههاي مختلف بررسي شده ، بنابه لحاظ رشد تاريخي و پيشرفت علم ما آنها را در زير ليست ميكنيم. چون شروع اپتيك با مشاهده مستقيم بود، اولين آن اپتيك هندسي كه اكثر پديدههاي نوري را نيز در خود دارد. بيشتر سعي و تلاش دانشمندان اوليه بررسي و مطالعه اپتيك هندسي و توجيه پديدههاي اپتيكي با اين روش بود كه پيشرفتها و اختراعات ارزندهاي را به دنبال داشت.
با كشف برخي پديدههاي اپتيكي كه اپتيك هندسي قادر به توضيح آنها نبود، با كشف ماهيت موجي نور دانشمندان اپتيك موجي را دنبال كردند. بايد بپذيريم كه با اين رشد سريع علم و ظهور مكانيك كوانتومي و الكتروديناميك تمام پديدههاي اپتيكي با نمايشهاي قبلي قابل بررسي نخواهند بود كه بالاخره اپتيك كوانتومي به توسط دانشمندان عصر جديد پايه گذاري شد.
هركدام از نمايشهاي اپتيكي اخير قابل بررسي هستند و نتايج خوبي را ارائه ميدهند و هر كدام پديدههاي خاصي را توضيح ميدهند و از اين لحاظ اين ديدگاهها مكمل هم بوده و يكي از آنها كمبودهاي ديگران را جبران ميكند. در تمام نمايشهاي اخير اپتيك سرعت نور در خلا يا هوا يكسان است و مقدار عددي آن 300000 كيلو متر بر ثانيه ميباشد.
تقسيمات اپتيك
اپتيك هندسي
اين علم قادر است اكثر پديدههاي اپتيك كلاسيك را كه به ناحيه مرئي طيف الكترومغناطيسي مربوط ميشود را مورد برسي و مطالعه قرار دهد. اين علم كاربردهاي وسيعي در زندگي روزمره و مصارف عمومي دارد. بهتر است بدانيد كه پديدههاي اوليهاي كه در اپتيك كشف و ضبط شد، تماما به فرم كلاسيكي بود و قبول داشته باشيد كه فرمولبندي كلي اپتيك كلاسيك همان فرمولبندي اپنيك هندسي است. جهت معرفي اپتيك هندسي تقسيمات داخلي آن به صورت زير لازم است:
اصول و مباحث اپتيك هندسي و تئوريهاي مورد نياز
معادلات و محاسبات مربوطه
قطعات اپتيكي (اجزا ي نوري) تشكيل دهنده تمام سيستمهاي نوري
دستگاههاي نوري و مكانيزم حاكم بر آنها
اپتيك موجي
با پيشرفت روز افزون علم و ظهور دانشمنداني همچون دوبروي و ماكسول و كشف پديدههاي موجي و مشخص شدن ماهيت امواج ، دانشمندان بر اين آمدند كه پديدههاي جديد اپتيكي را با فرماليسم جديدي تشريح نمايند كه به لحاظ ماهيت زير ساختي اين علم برايش اپتيك موجي اسم دادند. جهت معرفي اپتيك موجي تقسيمات داخلي آن به صورت زير لازم است:
اصول و مباحث اپتيك موجي و تئوريهاي مورد نياز
معادلات ميدان (معادلات ماكسول) ، معادله موج ، سرعت الكترومغناطيسي نور ، شدت نور ، تداخل ، پراش و محاسبات مربوطه
ابزارها و اجزاي موجي اوليه تمام سيستمهاي موجي
دستگاههاي موجي و مكانيزم حاكم بر آنها
اپتيك كوانتومي
ظهور پديدههاي مدرن در اپتيك كه حتي اپتيك موجي هم نتوانست از عهده توجيه آن بر آيد، دانشمندان جديدي را به عرصه فيزيك نوين معرفي كرد كه براي بررسي و توصيف پديدههاي جديد نمايش جديدي از علم در دنياي ميكروسكوپيك ارائه دادند كه به مكانيك كوانتومي معروف است و شامل اپتيك كوانتومي نيز ميباشد، كه قادر است پديدههاي اپتيك مدرن را توصيف نمايد. جهت معرفي اپتيك كوانتومي تقسيمات داخلي آن به صورت زير لازم است:
اصول و مباحث اپتيك كوانتومي مورد نياز
مباني كوانتوم ، تئوريهاي كوانتوم ، محاسبات كوانتومي ، تابع موج كوانتومي ، احتمالات كوانتومي ، قوانين نسبيت و محاسبات مربوطه
ابزارها و قطعات اوليه كليه سيستمهاي كوانتومي
دستگاههاي كوانتومي اپتيك و مكانيزم حاكم بر آنها
مثلاً كنجكاو هستيد بدانيد كه
عدسيها چي هستند و چگونه كار ميكنند؟
آينهها چگونه ميتواند نور خورشيد را متمركز كند؟
يك جسم چرا رنگي ديده ميشود؟
رنگين كمان چگونه تشكيل ميشود؟
سرخي آسمان از چيست؟ و هزاران پديده ديگر ... .
علم اپتيك (Optic)
برخيها دنبال اين هستند كه چرايي اين پديدهها را پيدا كنند، اما برخيها دنبال ابزارهايي هستند كه اين پديدهها را مشاهده كنند. علم جديد پيشنهاد ميكند كه هر دو گروه بايستي خودش را به معادله عدسي نازك ، قوانين اسنل ، چگونگي رديابي پرتو و ... مجهز نمايد. يك فرد كنجكاو وفتي پديده اپتيكي را ميبيند سريعاً دنبال طراحي دستگاههاي اپتيكي ميرود.
اما بايد بدانيم كه بدون مجهز شدن به علم اپتيك نميتوانيم سيستمي اپتيكي بسازيم. پيشنهاد ميكنيم كه وقايع تجربي اپتيك را مشاهده كنيم و با ملاحظات نظري اپتيك مقدماتي آنها را بيان نماييم، سپس با ارائه ايده خود دنبال وسايل اپتيكي و ساخت آنها و يا چگونگي كار كردشان باشيم.
سير تحولي اپتيك كلاسيك و مدرن
اپتيك از ديدگاههاي مختلف بررسي شده ، بنابه لحاظ رشد تاريخي و پيشرفت علم ما آنها را در زير ليست ميكنيم. چون شروع اپتيك با مشاهده مستقيم بود، اولين آن اپتيك هندسي كه اكثر پديدههاي نوري را نيز در خود دارد. بيشتر سعي و تلاش دانشمندان اوليه بررسي و مطالعه اپتيك هندسي و توجيه پديدههاي اپتيكي با اين روش بود كه پيشرفتها و اختراعات ارزندهاي را به دنبال داشت.
با كشف برخي پديدههاي اپتيكي كه اپتيك هندسي قادر به توضيح آنها نبود، با كشف ماهيت موجي نور دانشمندان اپتيك موجي را دنبال كردند. بايد بپذيريم كه با اين رشد سريع علم و ظهور مكانيك كوانتومي و الكتروديناميك تمام پديدههاي اپتيكي با نمايشهاي قبلي قابل بررسي نخواهند بود كه بالاخره اپتيك كوانتومي به توسط دانشمندان عصر جديد پايه گذاري شد.
هركدام از نمايشهاي اپتيكي اخير قابل بررسي هستند و نتايج خوبي را ارائه ميدهند و هر كدام پديدههاي خاصي را توضيح ميدهند و از اين لحاظ اين ديدگاهها مكمل هم بوده و يكي از آنها كمبودهاي ديگران را جبران ميكند. در تمام نمايشهاي اخير اپتيك سرعت نور در خلا يا هوا يكسان است و مقدار عددي آن 300000 كيلو متر بر ثانيه ميباشد.
تقسيمات اپتيك
اپتيك هندسي
اين علم قادر است اكثر پديدههاي اپتيك كلاسيك را كه به ناحيه مرئي طيف الكترومغناطيسي مربوط ميشود را مورد برسي و مطالعه قرار دهد. اين علم كاربردهاي وسيعي در زندگي روزمره و مصارف عمومي دارد. بهتر است بدانيد كه پديدههاي اوليهاي كه در اپتيك كشف و ضبط شد، تماما به فرم كلاسيكي بود و قبول داشته باشيد كه فرمولبندي كلي اپتيك كلاسيك همان فرمولبندي اپنيك هندسي است. جهت معرفي اپتيك هندسي تقسيمات داخلي آن به صورت زير لازم است:
اصول و مباحث اپتيك هندسي و تئوريهاي مورد نياز
معادلات و محاسبات مربوطه
قطعات اپتيكي (اجزا ي نوري) تشكيل دهنده تمام سيستمهاي نوري
دستگاههاي نوري و مكانيزم حاكم بر آنها
اپتيك موجي
با پيشرفت روز افزون علم و ظهور دانشمنداني همچون دوبروي و ماكسول و كشف پديدههاي موجي و مشخص شدن ماهيت امواج ، دانشمندان بر اين آمدند كه پديدههاي جديد اپتيكي را با فرماليسم جديدي تشريح نمايند كه به لحاظ ماهيت زير ساختي اين علم برايش اپتيك موجي اسم دادند. جهت معرفي اپتيك موجي تقسيمات داخلي آن به صورت زير لازم است:
اصول و مباحث اپتيك موجي و تئوريهاي مورد نياز
معادلات ميدان (معادلات ماكسول) ، معادله موج ، سرعت الكترومغناطيسي نور ، شدت نور ، تداخل ، پراش و محاسبات مربوطه
ابزارها و اجزاي موجي اوليه تمام سيستمهاي موجي
دستگاههاي موجي و مكانيزم حاكم بر آنها
اپتيك كوانتومي
ظهور پديدههاي مدرن در اپتيك كه حتي اپتيك موجي هم نتوانست از عهده توجيه آن بر آيد، دانشمندان جديدي را به عرصه فيزيك نوين معرفي كرد كه براي بررسي و توصيف پديدههاي جديد نمايش جديدي از علم در دنياي ميكروسكوپيك ارائه دادند كه به مكانيك كوانتومي معروف است و شامل اپتيك كوانتومي نيز ميباشد، كه قادر است پديدههاي اپتيك مدرن را توصيف نمايد. جهت معرفي اپتيك كوانتومي تقسيمات داخلي آن به صورت زير لازم است:
اصول و مباحث اپتيك كوانتومي مورد نياز
مباني كوانتوم ، تئوريهاي كوانتوم ، محاسبات كوانتومي ، تابع موج كوانتومي ، احتمالات كوانتومي ، قوانين نسبيت و محاسبات مربوطه
ابزارها و قطعات اوليه كليه سيستمهاي كوانتومي
دستگاههاي كوانتومي اپتيك و مكانيزم حاكم بر آنها