新規更新January 10, 2020 at 01:26PM
【外部リンク】
Оптика (история, виды, явления)
Irina Shishkanova: ← Новая страница: « = Оптика (история,виды,явления)https://ift.tt/1iyIrEQ = '''Оптика'''...»
= Оптика (история,виды,явления)https://ift.tt/1iyIrEQ =
'''Оптика''' - это раздел физики, который изучает поведение и свойства света, включая его взаимодействие с веществом и конструирование инструментов, которые его используют или обнаруживают. [1] Оптика обычно описывает поведение видимого, ультрафиолетового и инфракрасного света. Поскольку свет является электромагнитной волной, другие формы электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны, проявляют аналогичные свойства. [1]
Большинство оптических явлений можно объяснить с помощью классического электромагнитного описания света. Однако полные электромагнитные описания света часто трудно применять на практике. Практическая оптика обычно выполняется с использованием упрощенных моделей. Наиболее распространенная из них, геометрическая оптика , рассматривает свет как совокупность лучей, которые движутся по прямым линиям и изгибаются, когда проходят сквозь поверхности или отражаются от них. Физическая оптика является более всеобъемлющей моделью света, которая включает в себя такие волновые эффекты, как дифракция и интерференция.это нельзя объяснить геометрической оптикой. Исторически сначала была разработана лучевая модель света, а затем волновая модель света. Прогресс в электромагнитной теории в 19 веке привел к открытию, что световые волны на самом деле были электромагнитным излучением.
Некоторые явления зависят от того факта, что свет обладает как волнообразными, так и частицевидными свойствами . Объяснение этих эффектов требует квантовой механики . При рассмотрении свойств света, подобных частицам, свет моделируется как совокупность частиц, называемых « фотонами ». Квантовая оптика имеет дело с применением квантовой механики в оптических системах.
Оптическая наука актуальна и изучается во многих смежных дисциплинах, включая астрономию , различные инженерные области, фотографию и медицину (в частности, офтальмологию и оптометрию ). Практическое применение оптики можно найти в различных технологиях и предметах повседневного обихода, включая зеркала , линзы , телескопы , микроскопы , лазеры и волоконную оптику .
=='''''История'''''==
Основная статья: История оптики
Смотрите также: Хронология электромагнетизма и классической оптики
Линза Нимруда
Оптика началась с разработки линз древними египтянами и месопотамцами . Самые ранние известные линзы, сделанные из полированного хрусталя, часто кварца , датируются еще 2000 годом до н.э. из Крита (Археологический музей Ираклиона, Греция). Линзы из Родоса датируются около 700 г. до н.э., как и ассирийские линзы, такие как линза Нимруда . [2] В древние римляне и греки заполнены стеклянные шарики с водой , чтобы сделать линзы. За этими практическими разработками последовало развитие теорий света и видения древнегреческим и индийскимфилософы и развитие геометрической оптики в греко-римском мире . Слово оптика происходит от древнегреческого слова ὀπτική ( optikē ), что означает «внешний вид, внешний вид». [3]
Греческая философия по оптике сломалась на две противоположные теории о том , как видение работало, в теорию впуска и теорию излучения . [4] Подход интромиссии видел видение как исходящее от объектов, отбрасывающих копии себя (называемые эйдолами), которые были захвачены глазом. Со многими пропагандистами, включая Демокрита , Эпикура , Аристотеля и их последователей, эта теория, кажется, имеет некоторый контакт с современными теориями о том, что на самом деле является видением, но она оставалась лишь предположениями, не имеющими какой-либо экспериментальной основы.
Платон впервые сформулировал теорию излучения, идею о том, что визуальное восприятие осуществляется лучами, испускаемыми глазами. Он также прокомментировал изменение четности зеркал в Тимее . [5] Несколько сотен лет спустя Евклид (4–3 века до нашей эры) написал трактат под названием « Оптика», в котором он связал видение с геометрией , создав геометрическую оптику . [6] Он основывал свою работу на теории излучения Платона, в которой он описал математические правила перспективы и описал эффекты преломлениякачественно, хотя он сомневался, что луч света от глаза может мгновенно освещать звезды каждый раз, когда кто-то моргает. [7] Евклид сформулировал принцип кратчайшей траектории света и рассмотрел множественные отражения на плоских и сферических зеркалах. Птолемей в своем трактате « Оптика» придерживался теории видения, основанной на экстрамиссии: лучи (или поток) из глаза образовывали конус, а вершина находилась внутри глаза, а основание определяло поле зрения. Лучи были чувствительны и передавали информацию наблюдателю о расстоянии и ориентации поверхностей. Он обобщил большую часть Евклида и продолжил описывать способ измерения угла преломленияХотя он не заметил эмпирическую связь между этим и углом падения. [8] Плутарх (1–2 века н.э.) описал множественные отражения на сферических зеркалах и обсудил создание увеличенных и уменьшенных изображений, как реальных, так и мнимых, включая случай хиральности изображений.
Альхазен (Ибн аль-Хайтам), «отец оптики» [9]
Репродукция страницы рукописи Ибн Сала , показывающей его знание закона преломления .
В средние века греческие идеи об оптике были воскрешены и распространены авторами в мусульманском мире . Одним из первых из них был Аль-Кинди (ок. 801–873), который писал о достоинствах аристотелевских и евклидовых идей оптики, отдавая предпочтение теории излучения, поскольку она могла бы лучше количественно определять оптические явления. [10] В 984 году персидский математик Ибн Заль написал трактат «О горящих зеркалах и линзах», в котором правильно описан закон преломления, эквивалентный закону Снелла. [11] Он использовал этот закон, чтобы вычислить оптимальные формы для линз и изогнутых зеркал . В начале 11 века Альхазен (Ибн аль-Хайтам) написал книгу по оптике( Китаб аль-Маназир ), в котором он исследовал отражение и преломление и предложил новую систему для объяснения зрения и света, основанную на наблюдении и эксперименте. [12] [13] [14] [15] [16] Он отверг «теорию излучения» оптики Птолемея с излучением лучей глазом, и вместо этого выдвинул идею, что свет отражается во всех направлениях по прямым линиям от все точки объектов просматривались и затем попадали в глаз, хотя он не мог правильно объяснить, как глаз захватил лучи. [17] Работа Альхазена была в значительной степени проигнорирована в арабском мире, но она была анонимно переведена на латынь около 1200 г. н.э. и далее обобщена и расширена польским монахом Витело[18] делает его стандартным текстом по оптике в Европе на следующие 400 лет. [19]
В 13-м веке в средневековой Европе английский епископ Роберт Гроссетесте писал по широкому кругу научных тем и обсуждал свет с четырех разных точек зрения: эпистемология света, метафизика или космогония света, этиология или физика света и богословие света, [20] основанное на трудах Аристотеля и Платонизма. Самый известный ученик Гроссетеста, Роджер Бэкон , написал работы со ссылкой на широкий спектр недавно переведенных оптических и философских работ, включая работы Альхазена, Аристотеля, Авиценны , Аверроэса , Евклида, аль-Кинди, Птолемея, Тидея иКонстантин Африканский . Бэкону удалось использовать части стеклянных сфер в качестве луп, чтобы продемонстрировать, что свет отражается от предметов, а не испускается от них.
Первые носимые очки были изобретены в Италии около 1286 года. [21] Это было началом оптической индустрии шлифовки и полировки линз для этих «очков», сначала в Венеции и Флоренции в тринадцатом веке, [22], а затем в центры по производству зрелищ в Нидерландах и Германии. [23] Создатели очков создали улучшенные типы линз для коррекции зрения, основанные больше на эмпирических знаниях, полученных при наблюдении за эффектами линз, чем при использовании элементарной оптической теории того времени (теория, которая по большей части не могла даже адекватно объяснить как работали очки). [24] [25]Это практическое развитие, мастерство и эксперименты с линзами привели непосредственно к изобретению составного оптического микроскопа около 1595 года и преломляющего телескопа в 1608 году, оба из которых появились в центрах изготовления очков в Нидерландах. [26] [27]
Первый трактат об оптике Иоганнес Кеплер , Ad Vitellionem paralipomena quibus astronomiae pars optica traditur (1604)
В начале 17-го века Йоханнес Кеплер в своих работах расширил геометрическую оптику, охватывая линзы, отражение от плоских и изогнутых зеркал, принципы камер с точечным отверстием , закон обратных квадратов, регулирующий интенсивность света, и оптические объяснения таких астрономических явлений, как как лунные и солнечные затмения, так и астрономический параллакс . Он также смог правильно определить роль сетчатки как фактического органа, который записывал изображения, и, наконец, смог с научной точки зрения количественно оценить эффекты различных типов линз, которые производители очков наблюдали в течение предыдущих 300 лет. [28]После изобретения телескопа Кеплер изложил теоретические основы их работы и описал улучшенную версию, известную как телескоп Кеплера , с использованием двух выпуклых линз для получения большего увеличения. [29]
Оптическая теория развивалась в середине 17-го века с трактатами, написанными философом Рене Декартом , в которых объяснялось множество оптических явлений, включая отражение и преломление, предполагая, что свет излучается объектами, которые его производят. [30] Это существенно отличалось от древнегреческой теории выбросов. В конце 1660-х и начале 1670-х Исаак Ньютон расширил идеи Декарта в корпускулярную теорию света , определенно определив, что белый свет представляет собой смесь цветов, которые можно разделить на составные части с помощью призмы . В 1690 году Кристиан Гюйгенс предложил волновую теориюза свет, основанный на предположениях, которые были сделаны Робертом Гуком в 1664 году. Сам Гук публично критиковал теории света Ньютона, и вражда между ними продолжалась до смерти Гука. В 1704 году Ньютон опубликовал « Оптики», и в то время отчасти из-за своего успеха в других областях физики он, как правило, считался победителем в спорах о природе света. [30]
Ньютоновская оптика была общепринятой до начала 19-го века, когда Томас Янг и Августин-Жан Френель провели эксперименты по интерференции света, которые твердо установили волновую природу света. Известный эксперимент Юнга с двумя щелями показал, что свет следует закону суперпозиции , который является волнообразным свойством, не предсказанным теорией корпускул Ньютона. Эта работа привела к теории дифракции света и открыла целую область исследований в области физической оптики. [31] оптика Волновая успешно унифицированы с электромагнитной теорией по Джеймс Клерк Максвелл в 1860 - х годах. [32]
Следующее развитие оптической теории произошло в 1899 году, когда Макс Планк правильно смоделировал излучение черного тела , предполагая, что обмен энергией между светом и веществом происходит только в дискретных количествах, которые он назвал квантами . [33] В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал теорию фотоэлектрического эффекта, которая твердо установила квантование самого света. [34] [35] В 1913 году Нильс Бор показал, что атомы могут излучать только дискретные количества энергии, объясняя, таким образом, дискретные линии, видимые в спектрах излучения и поглощения . [36]Понимание взаимодействия света и материи, которое последовало в результате этих разработок, не только легло в основу квантовой оптики, но и имело решающее значение для развития квантовой механики в целом. Конечная кульминация, теория квантовой электродинамики , объясняет всю оптику и электромагнитные процессы в целом как результат обмена реальными и виртуальными фотонами. [37] Квантовая оптика приобрела практическое значение с изобретениями мазера в 1953 году и лазера в 1960 году. [38]
После работы Поля Дирака в квантовой теории поля , Джордж Сударшан , Глаубер , и Леонард Мандель прикладной квантовой теории к электромагнитному полю в 1950 - х и 1960 - х годов , чтобы получить более детальное представление о фотодетектирорвания и статистики света.
=='''''Классическая оптика'''''==
Классическая оптика подразделяется на две основные ветви: геометрическую (или лучевую) оптику и физическую (или волновую) оптику. В геометрической оптике считается, что свет распространяется по прямым линиям, а в физической оптике свет рассматривается как электромагнитная волна.
Геометрическую оптику можно рассматривать как приближение физической оптики, которая применяется, когда длина волны используемого света намного меньше, чем размер оптических элементов в моделируемой системе.
=='''''Геометрическая оптика'''''==
Основная статья: Геометрическая оптика
Геометрия отражения и преломления световых лучей
Геометрическая оптика , или лучевая оптика , описывает распространение света в терминах «лучей», которые распространяются по прямым линиям и пути которых регулируются законами отражения и преломления на границах раздела между различными средами. [39] Эти законы были открыты эмпирически еще в 984 году нашей эры [11] и использовались при разработке оптических компонентов и приборов с тех пор и до наших дней. Их можно суммировать следующим образом:
Когда луч света попадает на границу между двумя прозрачными материалами, он разделяется на отраженный и преломленный луч.
Закон отражения говорит о том, что отраженный луч лежит в плоскости падения, а угол отражения равен углу падения.
Закон преломления гласит, что преломленный луч лежит в плоскости падения, а синус угла преломления, деленный на синус угла падения, является постоянной величиной:
::<math>\frac {\sin {\theta_1}}{\sin {\theta_2}} = n</math>,
где является константой для любых двух материалов и данного цвета света. Если первый материал представляет собой воздух или вакуум, n является показателем преломления второго материала.
Законы отражения и преломления могут быть выведены из принципа Ферма, который гласит, что путь, пройденный лучом света между двумя точками, является путем, который можно пройти за наименьшее время. [40]
Аппроксимации'''
Геометрическую оптику часто упрощают, выполняя параксиальное приближение или «приближение под малым углом». Математическое поведение становится линейным, что позволяет оптическим компонентам и системам описываться простыми матрицами. Это приводит к методам гауссовой оптики и трассировки параксиальных лучей , которые используются для нахождения основных свойств оптических систем, таких как приблизительное положение изображения и объекта и увеличение . [41]
==='''''Размышления'''''===
Основная статья: Отражение (физика)
Диаграмма зеркального отражения
Отражения можно разделить на два типа: зеркальное отражение и диффузное отражение . Зеркальное отражение описывает блеск поверхностей, таких как зеркала, которые отражают свет простым, предсказуемым образом. Это позволяет создавать отраженные изображения, которые могут быть связаны с фактическим ( реальным ) или экстраполированным ( виртуальным ) местоположением в пространстве. Диффузное отражение описывает не глянцевые материалы, такие как бумага или камень. Отражения от этих поверхностей могут быть описаны только статистически, причем точное распределение отраженного света зависит от микроскопической структуры материала. Многие диффузные отражатели описаны или могут быть аппроксимированы законом косинуса Ламберта., который описывает поверхности, которые имеют одинаковую яркость при просмотре под любым углом. Глянцевые поверхности могут давать как зеркальное, так и диффузное отражение.
При зеркальном отражении направление отраженного луча определяется углом, который падающий луч образует с нормалью поверхности - линией, перпендикулярной поверхности в точке попадания луча. Падающий и отраженный лучи и нормаль лежат в одной плоскости, а угол между отраженным лучом и нормалью поверхности такой же, как и между падающим лучом и нормалью. [42] Это известно как закон отражения .
Для плоских зеркал закон отражения подразумевает, что изображения объектов находятся в вертикальном положении и на том же расстоянии за зеркалом, что и объекты перед зеркалом. Размер изображения совпадает с размером объекта. Закон также подразумевает, что зеркальные изображения инвертированы по четности, что мы воспринимаем как инверсию влево-вправо. Изображения, сформированные из отражения в двух (или любом четном количестве) зеркал, не инвертируются по четности. Угловые отражатели производят отраженные лучи, которые движутся обратно в направлении, откуда поступали падающие лучи. [42] Это называется ретроотражением .
Зеркала с криволинейными поверхностями можно моделировать путем трассировки лучей и использования закона отражения в каждой точке поверхности. Для зеркал с параболическими поверхностями параллельные лучи, падающие на зеркало, производят отраженные лучи, которые сходятся в общем фокусе . Другие изогнутые поверхности также могут фокусировать свет, но с аберрациями из-за расходящейся формы, вызывающей размытие фокуса в пространстве. В частности, сферические зеркала демонстрируют сферическую аберрацию . Изогнутые зеркала могут формировать изображения с увеличением, большим или меньшим одного, и увеличение может быть отрицательным, указывая, что изображение инвертировано. Вертикальное изображение, сформированное отражением в зеркале, всегда виртуально, в то время как перевернутое изображение является реальным и может проецироваться на экран. [42]
==='''''Преломления'''''===
Основная статья: Преломление
Иллюстрация закона Снелла для случая n 1 <n 2 , такого как поверхность раздела воздух / вода
Рефракция возникает, когда свет проходит через область пространства с изменяющимся показателем преломления; Этот принцип учитывает линзы и фокусировку света. Простейший случай преломления возникает, когда существует граница раздела между однородной средой с показателем преломления{\ displaystyle n_ {1}}П- {1} и другой носитель с показателем преломления {\ displaystyle n_ {2}}N_ {2}, В таких ситуациях закон Снелла описывает результирующее отклонение луча света:
:<math>n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\ </math>
где <math>\theta_1</math> and <math>\theta_2</math>- углы между нормалью (к границе раздела) и падающей и преломленной волнами соответственно. [42]
Показатель преломления среды связан со скоростью света в этой среде
:<math>n=c/v</math>,
где - скорость света в вакууме .
Закон Снелла может быть использован для прогнозирования отклонения световых лучей, проходящих через линейные среды, до тех пор, пока известны показатели преломления и геометрия сред. Например, распространение света через призму приводит к отклонению светового луча в зависимости от формы и ориентации призмы. В большинстве материалов показатель преломления зависит от частоты света. Принимая это во внимание, закон Снелла может использоваться для предсказания того, как призма рассеивает свет в спектре. Открытие этого явления при прохождении света через призму классно приписывают Исааку Ньютону. [42]
Некоторые среды имеют показатель преломления, который постепенно изменяется в зависимости от положения, и, следовательно, световые лучи в среде изогнуты. Этот эффект ответственен за миражи, наблюдаемые в жаркие дни: изменение показателя преломления воздуха с высотой вызывает изгиб световых лучей, создавая видимость зеркальных отражений на расстоянии (как будто на поверхности водоема). Оптические материалы с переменным показателем преломления называются материалами с градиентным индексом (GRIN). Такие материалы используются для изготовления оптики с градиентным индексом . [43]
Для лучей света, распространяющихся от материала с высоким показателем преломления к материалу с низким показателем преломления, закон Снелла предсказывает, что <math>\theta_2</math> когда <math>\theta_1</math> большой. В этом случае передача не происходит; весь свет отражается. Это явление называется полным внутренним отражением и учитывает технологию волоконной оптики. Когда свет проходит по оптическому волокну, он подвергается полному внутреннему отражению, что практически не приводит к потере света по всей длине кабеля. [42]
==='''''Линзы'''''===
Основная статья: Объектив (оптика)
Диаграмма трассировки лучей для сходящейся линзы.
Устройство, которое производит сходящиеся или расходящиеся световые лучи за счет преломления, называется линзой . Объективы характеризуются своим фокусным расстоянием : сходящийся объектив имеет положительное фокусное расстояние, а расходящийся объектив имеет отрицательное фокусное расстояние. Меньшее фокусное расстояние указывает на то, что объектив обладает более сильным сходящимся или расходящимся эффектом. Фокусное расстояние простой линзы в воздухе определяется уравнением производителя линз . [44]
Трассировка лучей может использоваться, чтобы показать, как изображения формируются линзой. Для тонкой линзы в воздухе местоположение изображения задается простым уравнением
:<math>\frac{1}{S_1} + \frac{1}{S_2} = \frac{1}{f} </math>,
где <math>S_1</math> - это расстояние от объекта до объектива, <math>S_2</math> расстояние от объектива до изображения, и <math>f</math> это фокусное расстояние объектива. В используемом здесь соглашении о знаках расстояния между объектом и изображением положительны, если объект и изображение находятся на противоположных сторонах объектива. [44]
Lens1.svg
Входящие параллельные лучи фокусируются сходящейся линзой на пятно фокусного расстояния от линзы, на дальней стороне линзы. Это называется задней фокусировкой объектива. Лучи от объекта на конечном расстоянии фокусируются дальше от линзы, чем фокусное расстояние; чем ближе объект к объективу, тем дальше изображение от объектива.
При использовании расходящихся линз входящие параллельные лучи расходятся после прохождения через линзу таким образом, что они, по-видимому, исходят из одного фокусного расстояния перед линзой. Это передний фокус объектива. Лучи от объекта на конечном расстоянии связаны с виртуальным изображением, которое находится ближе к объективу, чем фокус, и на той же стороне объектива, что и объект. Чем ближе объект к объективу, тем ближе виртуальное изображение к объективу. Как и в случае с зеркалами, прямые изображения, создаваемые одним объективом, являются виртуальными, а перевернутые изображения - реальными. [42]
Линзы страдают от аберраций, которые искажают изображения. Монохроматические аберрации возникают из-за того, что геометрия линзы не позволяет точно направлять лучи от каждого объекта к одной точке изображения, тогда как хроматическая аберрация возникает из-за того, что показатель преломления линзы изменяется в зависимости от длины волны света. [42]
Изображения черных букв в тонкой выпуклой линзе с фокусным расстоянием f показаны красным. Выбранные лучи показаны для букв E , I и K синим, зеленым и оранжевым соответственно. Обратите внимание, что E (на 2 f ) имеет реальное и перевернутое изображение одинакового размера; У меня (у f ) его образ на бесконечности; и K (в f / 2) имеет двойной размер, виртуальный и вертикальный образ.
Физическая оптика
Основная статья: Физическая оптика
В физической оптике считается, что свет распространяется как волна. Эта модель предсказывает такие явления, как интерференция и дифракция, которые не объясняются геометрической оптикой. Скорость света волн в воздухе составляет примерно 3,0 · 10 8 м / с (именно 299792458 м / с , в вакууме ). Длина волны видимого светового излучения варьируется от 400 до 700 нм, но термин «свет» также часто применяется к инфракрасному (0,7–300 мкм) и ультрафиолетовому излучению (10–400 нм).
Волновая модель может использоваться для прогнозирования того, как оптическая система будет вести себя, не требуя объяснения того, что «качается» в какой среде. До середины 19-го века большинство физиков верили в «эфирную» среду, в которой распространялось возмущение света. [45] Существование электромагнитных волн было предсказано в 1865 году по уравнениям Максвелла . Эти волны распространяются со скоростью света и имеют переменные электрические и магнитные поля, которые ортогональны друг другу, а также направлению распространения волн. [46] В настоящее время световые волны обычно рассматриваются как электромагнитные волны, за исключением тех случаев, когда необходимо учитывать квантово-механические эффекты .
=='''''Физическая оптика'''''==
Основная статья: Физическая оптика
В физической оптике считается, что свет распространяется как волна. Эта модель предсказывает такие явления, как интерференция и дифракция, которые не объясняются геометрической оптикой. Скорость света волн в воздухе составляет примерно 3,0 · 10 8 м / с (именно 299792458 м / с , в вакууме ). Длина волны видимого светового излучения варьируется от 400 до 700 нм, но термин «свет» также часто применяется к инфракрасному (0,7–300 мкм) и ультрафиолетовому излучению (10–400 нм).
Волновая модель может использоваться для прогнозирования того, как оптическая система будет вести себя, не требуя объяснения того, что «качается» в какой среде. До середины 19-го века большинство физиков верили в «эфирную» среду, в которой распространялось возмущение света. [45] Существование электромагнитных волн было предсказано в 1865 году по уравнениям Максвелла . Эти волны распространяются со скоростью света и имеют переменные электрические и магнитные поля, которые ортогональны друг другу, а также направлению распространения волн. [46] В настоящее время световые волны обычно рассматриваются как электромагнитные волны, за исключением тех случаев, когда необходимо учитывать квантово-механические эффекты .
==='''''Моделирование и проектирование оптических систем с использованием физической оптики'''''===
Существует много упрощенных приближений для анализа и проектирования оптических систем. Большинство из них используют одну скалярную величину для представления электрического поля световой волны, а не используют векторную модель с ортогональными электрическими и магнитными векторами. [47] Уравнение Гюйгенса – Френеля является одной из таких моделей. Это было получено эмпирически Френелем в 1815 году, основываясь на гипотезе Гюйгенса о том, что каждая точка волнового фронта генерирует вторичный сферический волновой фронт, который Френель сочетал с принципом суперпозиции волн. Дифракции уравнение Кирхгофа, который получен с использованием уравнений Максвелла, ставит уравнение Гюйгенса-Френеля на более прочную физическую основу. Примеры применения принципа Гюйгенса – Френеля можно найти в статьях по дифракции и дифракции Фраунгофера .
Более строгие модели, включающие моделирование как электрических, так и магнитных полей световой волны, необходимы при работе с материалами, электрические и магнитные свойства которых влияют на взаимодействие света с материалом. Например, поведение световой волны, взаимодействующей с металлической поверхностью, весьма отличается от того, что происходит, когда она взаимодействует с диэлектрическим материалом. Векторная модель также должна использоваться для моделирования поляризованного света.
Численное моделирование метода , такие как метод конечных элементов , в методе граничных элементов и метода матричной линии передачи может быть использована для моделирования распространения света в системах , которые не могут быть решены аналитический. Такие модели требуют вычислительных ресурсов и обычно используются только для решения небольших задач, требующих точности, превышающей ту, которая может быть достигнута с помощью аналитических решений. [48]
Все результаты геометрической оптики могут быть восстановлены с использованием методов оптики Фурье, которые применяют многие из тех же математических и аналитических методов, которые используются в акустической технике и обработке сигналов .
Распространение гауссова пучка представляет собой простую модель параксиальной физической оптики для распространения когерентного излучения, такого как лазерные лучи. Этот метод частично учитывает дифракцию, позволяя точно рассчитать скорость, с которой лазерный луч расширяется с расстоянием, и минимальный размер, на который можно сфокусировать луч. Таким образом, распространение гауссова пучка устраняет разрыв между геометрической и физической оптикой. [49]
==='''''Суперпозиция и интерференция'''''===
Основные статьи: принцип суперпозиции и интерференция (оптика)
В отсутствие нелинейных эффектов принцип суперпозиции можно использовать для прогнозирования формы взаимодействующих сигналов путем простого добавления возмущений. [50] Это взаимодействие волн для получения результирующего паттерна обычно называется «помехой» и может привести к различным результатам. Если две волны с одинаковой длиной волны и частотой находятся в фазе , гребни волн и впадины волн совпадают. Это приводит к конструктивному вмешательствуи увеличение амплитуды волны, что для света связано с осветлением формы волны в этом месте. В качестве альтернативы, если две волны с одинаковой длиной волны и частотой не совпадают по фазе, гребни волн будут выровнены с впадинами волн и наоборот. Это приводит к разрушительным помехам и уменьшению амплитуды волны, что для света связано с уменьшением яркости формы волны в этом месте. Ниже приведена иллюстрация этого эффекта. [50]
Когда разливается масло или топливо, в результате тонкопленочных помех образуются красочные узоры.
Поскольку принцип Гюйгенса-Френеля гласит, что каждая точка волнового фронта связана с возникновением нового возмущения, волновой фронт может конструктивно или деструктивно вмешиваться в себя в разных местах, создавая яркие и темные полосы в регулярных и предсказуемых образцах. [50] Интерферометрия - это наука об измерении этих закономерностей, обычно как средство точного определения расстояний или угловых разрешений . [51] интерферометр Майкельсона был известным инструментом , который использовал интерференционные эффекты , чтобы точно измерить скорость света. [52]
На появление тонких пленок и покрытий напрямую влияют интерференционные эффекты. Антиотражающие покрытияиспользуйте разрушительные помехи для уменьшения отражающей способности поверхностей, которые они покрывают, и могут быть использованы для минимизации бликов и нежелательных отражений. Простейший случай - это один слой толщиной в одну четвертую длины волны падающего света. Отраженная волна от верхней части пленки и отраженная волна от границы раздела пленка / материал при этом оказываются точно на 180 ° не в фазе, вызывая разрушительные помехи. Волны находятся точно в противофазе только на одной длине волны, которую обычно выбирают так, чтобы она находилась вблизи центра видимого спектра, около 550 нм. Более сложные конструкции с использованием нескольких слоев могут обеспечить низкую отражательную способность в широкой полосе или чрезвычайно низкую отражательную способность на одной длине волны.
Конструктивные помехи в тонких пленках могут создавать сильное отражение света в диапазоне длин волн, который может быть узким или широким в зависимости от конструкции покрытия. Эти пленки используются для изготовления диэлектрических зеркал , интерференционных фильтров , отражателей тепла и фильтров для цветоделения в цветных телевизионных камерах. Этот эффект интерференции также является причиной появления разноцветных радужных узоров на масляных пятнах. [50]
==='''''Дифракция и оптическое разрешение'''''===
Основные статьи: Дифракция и оптическое разрешение.
Дифракция на двух щелях, разделенных расстоянием <math>d</math>, Яркие полосы появляются вдоль линий, где черные линии пересекаются с черными линиями, а белые линии пересекаются с белыми линиями. Эти полосы разделены углом <math>\theta</math> и пронумерованы как порядок <math>n</math> N,
Дифракция - это процесс, с помощью которого чаще всего наблюдаются световые помехи. Эффект был впервые описан в 1665 году Франческо Мария Гримальди , который также придумал термин от латинского diffringere , «разбить на части». [53] [54] Позже в том же столетии Роберт Гук и Исаак Ньютон также описали явления, которые теперь известны как дифракционные в кольцах Ньютона [55], в то время как Джеймс Грегори записал свои наблюдения дифракционных картин из птичьих перьев. [56]
Первая физическая оптическая модель дифракции, основанная на принципе Гюйгенса – Френеля, была разработана Томасом Янгом в 1803 году в его интерференционных экспериментах с интерференционными картинами двух близко расположенных щелей. Янг показал, что его результаты могут быть объяснены только в том случае, если две щели действовали как два уникальных источника волн, а не корпускул. [57] В 1815 и 1818 годах Августин-Жан Френель твердо установил математику того, как волновая интерференция может объяснить дифракцию. [44]
В простейших физических моделях дифракции используются уравнения, описывающие угловое разделение светлых и темных полос света от определенной длины волны (λ). В общем случае уравнение принимает вид
:<math>m \lambda = d \sin \theta</math>
где <math>d</math> dявляется разделением между двумя источниками волнового фронта (в случае экспериментов Юнга это были две щели ),<math>\theta</math> угловое расстояние между центральной кромкой и <math>m</math> край ордера, где центральный максимум <math>m = 0</math>, [58]
Это уравнение немного изменено, чтобы учитывать различные ситуации, такие как дифракция через один промежуток, дифракция через множество щелей или дифракция через дифракционную решетку, которая содержит большое количество щелей на одинаковом расстоянии. [58] Более сложные модели дифракции требуют работы с математикой дифракции Френеля или Фраунгофера. [59]
Дифракция рентгеновских лучей использует тот факт, что атомы в кристалле имеют регулярное расстояние на расстоянии порядка одного ангстрема . Чтобы увидеть дифракционные картины, через кристалл пропускают рентгеновские лучи с длинами волн, сходными с этим расстоянием. Поскольку кристаллы являются трехмерными объектами, а не двумерными решетками, соответствующая дифракционная картина изменяется в двух направлениях в соответствии с брэгговским отражением , причем соответствующие яркие пятна встречаются в уникальных узорах и{\ displaystyle d}dвдвое расстояние между атомами. [58]
Дифракционные эффекты ограничивают способность оптического детектора оптически разрешать отдельные источники света. В общем, свет, проходящий через апертуру, будет испытывать дифракцию, и лучшие изображения, которые могут быть созданы (как описано в оптике с ограничением дифракции ), выглядят как центральное пятно с окружающими яркими кольцами, разделенными темными нулями; этот образец известен как образец Эйри , и центральная яркая доля как диск Эйри . [44] Размер такого диска определяется
:<math> \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}</math>
где θ - угловое разрешение, λ - длина волны света, а D - диаметр апертуры линзы. Если угловое расстояние между двумя точками значительно меньше углового радиуса диска Эйри, то эти две точки не могут быть разрешены на изображении, но если их угловое расстояние намного больше этого, образуются четкие изображения двух точек, и они поэтому может быть решен. Рэлей определил несколько произвольный « критерий Рэлея«что две точки, угловое расстояние которых равно радиусу диска Эйри (измеряется до первого нуля, то есть до первого места, где не виден свет), можно считать решенными. Можно видеть, что чем больше диаметр линза или ее диафрагма, более тонкое разрешение. [58] Интерферометрия , с ее способностью имитировать чрезвычайно большие базовые апертуры, обеспечивает максимально возможное угловое разрешение. [51]
Для астрономических изображений атмосфера препятствует достижению оптимального разрешения в видимом спектре из-за атмосферного рассеяния и рассеяния, которые вызывают мерцание звезд . Астрономы называют этот эффект качеством астрономического видения . Методы, известные как адаптивная оптика , использовались для устранения атмосферного разрушения изображений и достижения результатов, приближающихся к дифракционному пределу. [60]
==='''''Дисперсия и рассеяние'''''===
Основные статьи: Дисперсия (оптика) и рассеяние
Концептуальная анимация рассеивания света через призму. Высокочастотный (синий) свет отклоняется больше всего, а низкочастотный (красный) - меньше всего.
Рефракционные процессы происходят в пределе физической оптики, где длина волны света аналогична другим расстояниям как разновидность рассеяния. Простейшим типом рассеяния является томпсоновское рассеяние, которое возникает, когда электромагнитные волны отклоняются отдельными частицами. В пределе томпсоновского рассеяния, в котором видна волнообразная природа света, свет рассеивается независимо от частоты, в отличие от комптоновского рассеяния, которое зависит от частоты и строго является квантово-механическим процессом, включающим природу света как частиц. В статистическом смысле упругое рассеяние света многочисленными частицами, намного меньшими длины волны света, представляет собой процесс, известный как рэлеевское рассеяние.в то время как подобный процесс рассеяния на частицах, которые имеют одинаковую или большую длину волны, известен как рассеяние Ми, при этом эффект Тиндалла является обычно наблюдаемым результатом. Небольшая часть рассеяния света от атомов или молекул может подвергаться комбинационному рассеянию , при котором частота изменяется из-за возбуждения атомов и молекул. Рассеяние Бриллюэна происходит, когда частота света изменяется из-за локальных изменений во времени и движениях плотного материала. [61]
Дисперсия возникает, когда разные частоты света имеют разные фазовые скорости , либо из-за свойств материала ( дисперсия материала ), либо из-за геометрии оптического волновода ( дисперсия волновода ). Наиболее знакомая форма дисперсии - это уменьшение показателя преломления с увеличением длины волны, которое наблюдается в большинстве прозрачных материалов. Это называется "нормальная дисперсия". Это происходит во всех диэлектрических материалах , в диапазонах длин волн, где материал не поглощает свет. [62] В диапазонах длин волн, где среда имеет значительное поглощение, показатель преломления может увеличиваться с длиной волны. Это называется «аномальная дисперсия». [42] [62]
Разделение цветов призмой является примером нормальной дисперсии. На поверхности призмы закон Снелла предсказывает, что свет, падающий под углом θ к нормали, будет преломляться под углом arcsin (sin (θ) / n ). Таким образом, синий свет с более высоким показателем преломления изгибается сильнее, чем красный, что приводит к хорошо известному рисунку радуги . [42]
Дисперсия: две синусоиды, распространяющиеся с разными скоростями, создают движущуюся интерференционную картину. Красная точка движется с фазовой скоростью , а зеленые точки распространяются с групповой скоростью . В этом случае фазовая скорость в два раза превышает групповую скорость. Красная точка обгоняет две зеленые точки при движении слева направо от фигуры. Фактически отдельные волны (которые распространяются с фазовой скоростью) выходят из волнового пакета (который распространяется с групповой скоростью).
Дисперсия материала часто характеризуется числом Аббе , которое дает простую меру дисперсии, основанную на показателе преломления на трех конкретных длинах волн. Дисперсия волновода зависит от постоянной распространения . [44] Оба вида дисперсии вызывают изменения в групповых характеристиках волны, особенности волнового пакета, которые изменяются с той же частотой, что и амплитуда электромагнитной волны. «Дисперсия групповой скорости» проявляется как распространение «огибающей» сигнала излучения и может быть количественно определена с помощью параметра задержки групповой дисперсии:
:<math>D = \frac{1}{v_g^2} \frac{dv_g}{d\lambda}</math>
где ''n''- это групповая скорость. [63] Для однородной среды групповая скорость равна
:<math>v_g = c \left( n - \lambda \frac{dn}{d\lambda} \right)^{-1}</math>
где n - показатель преломления, а c - скорость света в вакууме. [64] Это дает более простую форму для параметра задержки дисперсии:
:<math>D = - \frac{\lambda}{c} \, \frac{d^2 n}{d \lambda^2}.</math>.
Если D меньше нуля, говорят, что среда имеет положительную или нормальную дисперсию. Если D больше нуля, среда имеет отрицательную дисперсию . Если световой импульс распространяется через нормально диспергирующую среду, в результате компоненты более высокой частоты замедляются в большей степени, чем компоненты более низкой частоты. Следовательно, пульс становится положительно чириканным или повышенным, увеличиваясь в частоте со временем. Это приводит к тому, что спектр, выходящий из призмы, появляется с красным светом, наименее преломленным, и синим / фиолетовым светом, наиболее преломленным. И наоборот, если импульс проходит через аномально (отрицательно) дисперсионную среду, высокочастотные компоненты распространяются быстрее, чем нижние, и импульс становится отрицательно чириканным или чирчирующим, уменьшаясь по частоте со временем. [65]
Результатом дисперсии групповой скорости, будь то отрицательной или положительной, является в конечном итоге временное распространение импульса. Это делает управление дисперсией чрезвычайно важным в системах оптической связи на основе оптических волокон, поскольку, если дисперсия слишком высока, группа импульсов, представляющих информацию, будет каждый распространяться во времени и сливаться, делая невозможным извлечение сигнала. [63]
==='''''Поляризация'''''===
Основная статья: Поляризация (волны)
Поляризация — это общее свойство волн, которое описывает ориентацию их колебаний. Для поперечных волн, таких как многие электромагнитные волны, он описывает ориентацию колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению движения волны. Колебания могут быть ориентированы в одном направлении (линейная поляризация), или направление колебаний может вращаться по мере движения волны (круговая или эллиптическая поляризация). Циркулярно поляризованные волны могут вращаться вправо или влево в направлении движения, и то, какое из этих двух вращений присутствует в волне, называется киральностью волны . [66]
Типичным способом учета поляризации является отслеживание ориентации вектора электрического поля при распространении электромагнитной волны. Вектор электрического поля плоской волны может быть произвольно разделен на две перпендикулярные составляющие, помеченные x и y (где z указывает направление движения). Форма, очерченная в плоскости xy вектором электрического поля, представляет собой фигуру Лиссажу, которая описывает состояние поляризации . [44] На следующих рисунках показаны некоторые примеры эволюции вектора электрического поля (синего цвета) со временем (вертикальные оси) в определенной точке пространства вместе с ее xи компоненты y (красный / левый и зеленый / правый), а также путь, пройденный вектором на плоскости (фиолетовый): такая же эволюция произойдет, если смотреть на электрическое поле в конкретный момент времени, развивая точку в пространстве вдоль направление, противоположное распространению.
==='''''Изменение поляризации'''''===
Среды, имеющие разные показатели преломления для разных режимов поляризации, называются двулучепреломляющими . [66] Хорошо известные проявления этого эффекта появляются в оптических волновых пластинах / замедлителях (линейные моды) и в вращении Фарадея / оптическом вращении (круговые моды). [44] Если длина пути в двулучепреломляющей среде достаточна, из-за преломления плоские волны будут выходить из материала с существенно другим направлением распространения. Например, это имеет место с макроскопическими кристаллами кальцита, которые предоставляют зрителю два смещенных, ортогонально поляризованных изображения того, что просматривается через них. Именно этот эффект обеспечил первое открытие поляризации Эразмом Бартолином в 1669 году. Кроме того, сдвиг фазы и, следовательно, изменение состояния поляризации, обычно зависит от частоты, что в сочетании с дихроизмом часто приводит к яркому цвета и радужные эффекты. В минералогии такие свойства, известные как плеохроизм, часто используются для идентификации минералов с использованием поляризационных микроскопов. Кроме того, многие пластмассы, которые обычно не имеют двойного лучепреломления, становятся таковыми при механическом воздействии, явлении, которое является основойфотоупругости . [66] Не двулучепреломляющие методы для поворота линейной поляризации световых пучков включают использование вращателей призматической поляризации, которые используют полное внутреннее отражение в наборе призм, разработанных для эффективной коллинеарной передачи. [67]
==='''''Естественный свет'''''===
Эффекты поляризационного фильтра на небе на фотографии. Левый снимок сделан без поляризатора. Для правильного изображения, фильтр был настроен, чтобы устранить определенные поляризации рассеянного синего света от неба.
Большинство источников электромагнитного излучения содержат большое количество атомов или молекул, излучающих свет. Ориентация электрических полей, создаваемых этими излучателями, может не коррелироваться, и в этом случае свет считается неполяризованным . Если существует частичная корреляция между излучателями, свет частично поляризован . Если поляризация постоянна по всему спектру источника, частично поляризованный свет может быть описан как суперпозиция полностью неполяризованного компонента и полностью поляризованного. Затем можно описать свет в терминах степени поляризации и параметров эллипса поляризации. [44]
Свет, отражаемый блестящими прозрачными материалами, частично или полностью поляризован, за исключением случаев, когда свет находится перпендикулярно поверхности. Именно этот эффект позволил математику Этьену-Луи Малусу провести измерения, которые позволили ему разработать первые математические модели для поляризованного света. Поляризация происходит, когда свет рассеивается в атмосфере . Рассеянный свет создает яркость и цвет при ясном небе . Эта частичная поляризация рассеянного света может быть использована при использовании поляризационных фильтров для затемнения неба на фотографиях . Оптическая поляризация принципиально важна в химии из-за кругового дихроизма и оптического вращения ("круговое двулучепреломление "), проявляемое оптически активными (хиральными) молекулами . [44]
== '''''Современная оптика''''' ==
Основные статьи: Оптическая физика и Оптика
Современная оптика охватывает области оптической науки и техники, которые стали популярными в 20 веке. Эти области оптической науки обычно относятся к электромагнитным или квантовым свойствам света, но включают и другие темы. Основное подполе современной оптики, квантовая оптика, имеет дело именно с квантовомеханическими свойствами света. Квантовая оптика не просто теоретическая; некоторые современные устройства, такие как лазеры, имеют принципы работы, которые зависят от квантовой механики. Детекторы света, такие как фотоумножители и канальтроны, реагируют на отдельные фотоны. Электронные датчики изображения, такие как ПЗС , демонстрируют шум выстреласоответствует статистике отдельных фотонных событий. Светодиоды и фотоэлектрические элементы также не могут быть поняты без квантовой механики. При изучении этих устройств квантовая оптика часто пересекается с квантовой электроникой . [68]
Специальные области исследований в области оптики включают изучение взаимодействия света со специфическими материалами, такими как кристаллооптика и метаматериалы . Другое исследование фокусируется на феноменологии электромагнитных волн как в сингулярных оптиках, оптика без изображений, нелинейной оптики, статистической оптики и радиометрии . Кроме того, компьютерные инженеры заинтересовались интегрированной оптикой, машинным зрением и фотонными вычислениями как возможными компонентами «следующего поколения» компьютеров. [69]
Сегодня чистая наука об оптике называется оптической наукой или оптической физикой, чтобы отличать ее от прикладных оптических наук, которые называются оптической инженерией . Важнейшие области оптической инженерии включают светотехнику, фотонику и оптоэлектронику с практическими приложениями, такими как проектирование линз, изготовление и тестирование оптических компонентов и обработка изображений, Некоторые из этих областей пересекаются, с туманными границами между предметными терминами, которые означают немного разные вещи в разных частях мира и в разных областях промышленности. Профессиональное сообщество исследователей в области нелинейной оптики развилось за последние несколько десятилетий благодаря достижениям в области лазерных технологий. [70]
==='''''Лазеры'''''===
Основная статья: Лазер
Такие эксперименты, как этот, с мощными лазерами, являются частью современных исследований в области оптики.
Лазер — это устройство, которое излучает свет (электромагнитное излучение) в процессе, называемом стимулированным излучением . Термин « лазер» является аббревиатурой от « Усиление света путем вынужденного излучения» . [71] Лазерный свет обычно пространственно когерентен, что означает, что свет либо излучается в узком луче с низкой расходимостью, либо может быть преобразован в один с помощью оптических компонентов, таких как линзы. Поскольку СВЧ — эквивалент лазера, мазера, был разработан во- первых, устройства, которые излучают СВЧ и радио частоты обычно называют мазеры . [72]
Первый работающий лазер был продемонстрирован 16 мая 1960 года Теодором Майманом в Hughes Research Laboratories . [74] При первом изобретении их называли «решением проблемы». [75] С тех пор лазеры превратились в индустрию с многомиллиардным оборотом, найдя применение в тысячах самых разнообразных приложений. Первое применение лазеров видимого в повседневной жизни населения в целом был супермаркет штрих — кода сканер, введенный в 1974 г. [76] The лазерные диски проигрывателя, введенный в 1978 году, был первым успешным потребительским продуктом включить лазер, но компакт — дискПлеер был первым лазерным устройством, которое стало действительно распространенным в домах потребителей, начиная с 1982 года. [77] Эти оптические запоминающие устройства используют полупроводниковый лазер шириной менее миллиметра для сканирования поверхности диска для поиска данных. Волоконно-оптическая связь использует лазеры для передачи большого количества информации со скоростью света. Другие распространенные области применения лазеров включают лазерные принтеры и лазерные указки . Лазеры используются в медицине в таких областях, как бескровная хирургия, лазерная хирургия глаза и микродиссекция лазерного захвата, а также в военных целях, таких каксистемы противоракетной обороны, электрооптические контрмеры (EOCM) и лидар . Лазеры также используются в голограммах, пузырьковых диаграммах, лазерных световых шоу и лазерной эпиляции . [78]
=== ''Эффект Капицы — Дирака'' ===
Эффект Капицы-Дирака заставляет пучки частиц рассеиваться в результате встречи со стоячей волной света. Свет можно использовать для позиционирования вещества с использованием различных явлений (см. Оптический пинцет).
=='''Приложения'''==
Оптика является частью повседневной жизни. Повсеместное распространение зрительных систем в биологии указывает на центральную роль, которую играет оптика как наука об одном из пяти чувств . Многим людям нравятся очки или контактные линзы, а оптика является неотъемлемой частью функционирования многих потребительских товаров, включая камеры . Радуга и миражи являются примерами оптических явлений. Оптическая связь обеспечивает основу для Интернета и современной телефонии .
==='''''Человеческий глаз'''''===
Модель человеческого глаза. В этой статье упоминаются: 3. ресничная мышца , 6. зрачок , 8. роговица , 10. хрусталик , 22. зрительный нерв , 26. ямка , 30. сетчатка.
Основные статьи: человеческий глаз и фотометрия (оптика)
Человеческий глаз функционирует, фокусируя свет на слой фоторецепторных клеток, называемых сетчаткой, который образует внутреннюю оболочку задней части глаза. Фокусировка осуществляется серией прозрачных носителей. Свет, попадающий в глаз, сначала проходит через роговицу, которая обеспечивает большую часть оптической силы глаза. Затем свет продолжается через жидкость прямо за роговицей — передняя камера, затем проходит через зрачок . Затем свет проходит через линзу, которая фокусирует свет дальше и позволяет регулировать фокусировку. Затем свет проходит через основное тело жидкости в глазу — стекловидное телои достигает сетчатки. Клетки в сетчатке выстилают заднюю часть глаза, за исключением того, где выходит зрительный нерв; это приводит к слепому пятну .
Существует два типа фоторецепторных клеток, палочек и колбочек, которые чувствительны к различным аспектам света. [79] Стержневые клетки чувствительны к интенсивности света в широком диапазоне частот, поэтому отвечают за черно-белое зрение . Стержневые клетки отсутствуют на фовеа, области сетчатки, отвечающей за центральное зрение, и не так чувствительны, как колбочковые клетки, к пространственным и временным изменениям света. Однако в сетчатке имеется в двадцать раз больше палочек, чем колбочек, потому что палочки присутствуют в более широкой области. Из-за их более широкого распространения палочки отвечают за периферическое зрение . [80]
Напротив, колбочковые клетки менее чувствительны к общей интенсивности света, но бывают трех видов, которые чувствительны к различным частотным диапазонам и, таким образом, используются для восприятия цвета и фотопического зрения . Клетки конуса высоко сконцентрированы в фовеа и имеют высокую остроту зрения, что означает, что они лучше в пространственном разрешении, чем палочковые клетки. Поскольку колбочковые клетки не так чувствительны к тусклому свету, как палочковые, большинство ночного видения ограничено палочками. Точно так же, поскольку конусные клетки находятся в ямке, конусные клетки выполняют центральное зрение (включая зрение, необходимое для большинства операций чтения, работы с мелкими деталями, такие как шитье или тщательный осмотр предметов). [80]
Цилиарные мышцы вокруг линзы позволяют регулировать фокусировку глаза. Этот процесс известен как аккомодация . Вблизи точки и далеко точка определить ближайшие и отдаленные расстояния от глаз, при котором объект может быть приведен в фокусе. Для человека с нормальным зрением дальняя точка находится на бесконечности. Расположение ближайшей точки зависит от того, насколько мышцы могут увеличить кривизну линзы, и насколько негибкой линза стала с возрастом. Оптометристы, офтальмологи и оптики обычно считают, что подходящая ближняя точка ближе к нормальному расстоянию считывания — примерно 25 см. [79]
Дефекты зрения могут быть объяснены с помощью оптических принципов. Когда люди стареют, линза становится менее гибкой, а ближняя точка удаляется от глаза, состояние, известное как пресбиопия . Точно так же люди, страдающие гиперметропией, не могут уменьшить фокусное расстояние объектива настолько, чтобы можно было отобразить близлежащие объекты на сетчатке. И наоборот, люди, которые не могут увеличить фокусное расстояние своей линзы в достаточной степени, чтобы позволить визуализировать отдаленные объекты на сетчатке, страдают близорукостью и имеют дальнюю точку, которая значительно ближе бесконечности. Состояние, известное как астигматизмрезультаты, когда роговица не сферическая, а более изогнутая в одном направлении. Это приводит к тому, что горизонтально вытянутые объекты фокусируются на разных частях сетчатки, чем вертикально вытянутые объекты, и приводят к искаженным изображениям. [79]
Все эти условия можно исправить с помощью корректирующих линз . Для пресбиопии и гиперметропии сходящаяся линза обеспечивает дополнительную кривизну, необходимую для приближения ближней точки к глазу, в то время как для близорукости расходящаяся линза обеспечивает кривизну, необходимую для того, чтобы дальняя точка ушла в бесконечность. Астигматизм корректируется линзой с цилиндрической поверхностью, которая изгибается сильнее в одном направлении, чем в другом, компенсируя неравномерность роговицы. [81]
Оптическая сила корректирующих линз измеряется в диоптриях, значение, равное обратному фокусному расстоянию, измеренному в метрах; с положительным фокусным расстоянием, соответствующим сходящейся линзе, и отрицательным фокусным расстоянием, соответствующим расходящейся линзе. Для линз, которые также корректируют астигматизм, даются три числа: одно для сферической силы, одно для цилиндрической силы и одно для угла ориентации астигматизма. [81]
==='''''Визуальные эффекты'''''===
Основные статьи: Оптические иллюзии и перспективы (графические)
Визуальные эффекты, используемые в фильмах, видео и компьютерной графике, см. В разделе визуальные эффекты .
Иллюзия Понзо опирается на тот факт, что параллельные линии, кажется, сходятся по мере приближения к бесконечности.
Оптические иллюзии (также называемые зрительными иллюзиями) характеризуются визуально воспринимаемыми изображениями, которые отличаются от объективной реальности. Информация, собранная глазом, обрабатывается в мозге, чтобы дать восприятие, которое отличается от объекта, который изображается. Оптические иллюзии могут быть результатом различных явлений, включая физические эффекты, которые создают изображения, отличные от объектов, которые их создают, физиологическое воздействие на глаза и мозг чрезмерной стимуляции (например, яркость, наклон, цвет, движение) и когнитивные иллюзии, когда глаз и мозг делают бессознательные выводы . [82]
Когнитивные иллюзии включают в себя некоторые, которые являются результатом неосознанного неправильного применения определенных оптических принципов. Например, иллюзия Эймса, иллюзии Геринга , Мюллера-Лайера , Орбисона , Понзо , Сандера и Вундта основаны на предположении о появлении расстояния с помощью сходящихся и расходящихся линий так же, как параллельные световые лучи (или даже любой набор параллельных линий), кажется, сходятся в точке схода на бесконечности в двухмерно визуализированных изображениях с художественной точки зрения. [83] Это предложение также ответственно за знаменитую иллюзию луны.где луна, несмотря на то, что она имеет по существу тот же угловой размер, кажется намного больше вблизи горизонта, чем в зените . [84] Эта иллюзия настолько смутила Птолемея, что он неправильно приписал ее атмосферной рефракции, когда описал ее в своем трактате « Оптика» . [8]
Другой тип оптического обмана использует сломанные паттерны, чтобы обмануть ум в восприятии симметрий или асимметрий, которых нет. В качестве примера можно привести иллюзию стены кафе, спирали Эренштейна , Фрейзера , Поггендорфа и Цельнера . Связанными, но не строго иллюзиями, являются паттерны, возникающие из-за наложения периодических структур. Например, прозрачные ткани со структурой сетки создают формы, известные как узоры муара, в то время как наложение периодических прозрачных рисунков, содержащих параллельные непрозрачные линии или кривые, образует линии линий муара . [85]
==='''''Оптические инструменты'''''===
Иллюстрации различных оптических инструментов из Циклопедии 1728 года
Основная статья: Оптические инструменты
Одиночные линзы имеют множество применений, включая фотографические линзы, корректирующие линзы и увеличительные стекла, в то время как одиночные зеркала используются в параболических отражателях и зеркалах заднего вида . Объединение нескольких зеркал, призм и линз дает сложные оптические инструменты, которые имеют практическое применение. Например, перископ — это просто два плоских зеркала, выровненных для просмотра вокруг препятствий. Самыми известными в науке сложными оптическими приборами являются микроскоп и телескоп, которые были изобретены голландцами в конце 16 века. [86]
Микроскопы были впервые разработаны только с двумя линзами: объектив и окуляр . Объектив, по сути, представляет собой увеличительное стекло и был разработан с очень маленьким фокусным расстоянием, в то время как окуляр обычно имеет большее фокусное расстояние. Это дает эффект увеличения изображения близких объектов. Как правило, используется дополнительный источник освещения, поскольку увеличенные изображения тусклее из-за сохранения энергии и распространения световых лучей по большей площади поверхности. Современные микроскопы, известные как составные микроскопы, содержат много линз (обычно четыре) для оптимизации функциональности и повышения стабильности изображения. [86] Немного другой вид микроскопа, сравнительный микроскоп рассматривает изображения рядом друг с другом, создавая стереоскопическое бинокулярное изображение, которое при использовании людьми кажется трехмерным. [87]
Первые телескопы, называемые преломляющими телескопами, были также разработаны с одним объективом и линзой окуляра. В отличие от микроскопа объектив объектива телескопа был разработан с большим фокусным расстоянием, чтобы избежать оптических аберраций. Объектив фокусирует изображение удаленного объекта в его фокусной точке, которая настроена так, чтобы находиться в фокусной точке окуляра с гораздо меньшим фокусным расстоянием. Основная цель телескопа — не обязательно увеличение, а скорее сбор света, который определяется физическим размером объектива. Таким образом, телескопы обычно обозначаются диаметрами их объективов, а не увеличением, которое можно изменить, переключая окуляры. Поскольку увеличение телескопа равно фокусному расстоянию объектива, деленному на фокусное расстояние окуляра, [86]
Поскольку создание больших линз намного сложнее, чем создание больших зеркал, большинство современных телескопов являются отражающими телескопами, то есть телескопами, в которых используется основное зеркало, а не объектив. Те же самые общие оптические соображения применимы к отражающим телескопам, которые применяются к преломляющим телескопам, а именно, чем больше основное зеркало, тем больше собранного света, и увеличение все еще равно фокусному расстоянию основного зеркала, деленному на фокусное расстояние окуляра , Профессиональные телескопы обычно не имеют окуляров и вместо этого помещают инструмент (часто устройство с зарядовой связью) в фокус. [86]
=='''''Атмосферная оптика'''''==
Основная статья: Атмосферная оптика
Красочное небо часто происходит из-за рассеивания света от частиц и загрязнения, как на этой фотографии заката во время лесных пожаров в Калифорнии в октябре 2007 года .
Уникальные оптические свойства атмосферы вызывают широкий спектр впечатляющих оптических явлений. Синий цвет неба является прямым результатом рассеяния Рэлея, который перенаправляет высокочастотный (синий) солнечный свет обратно в поле зрения наблюдателя. Поскольку синий свет рассеивается легче, чем красный, солнце приобретает красноватый оттенок, когда оно наблюдается в густой атмосфере, например, во время восхода или заката солнца . Дополнительные частицы в небе могут рассеивать различные цвета под разными углами, создавая яркие светящиеся небеса в сумерках и на рассвете. Рассеяние кристаллов льда и других частиц в атмосфере ответственны за ореолы, послесвечения, короны, солнечные лучи и солнечные собаки . Различия в явлениях такого рода обусловлены разным размером частиц и геометрией. [99]
Миражи — это оптические явления, в которых световые лучи изгибаются из-за тепловых колебаний показателя преломления воздуха, создавая смещенные или сильно искаженные изображения удаленных объектов. Другие драматические оптические явления, связанные с этим, включают эффект Новой Земли, когда Солнце, кажется, поднимается раньше, чем предсказывалось с искаженной формой. Впечатляющая форма рефракции происходит с температурной инверсией, называемой Fata Morgana, где объекты на горизонте или даже за горизонтом, такие как острова, скалы, корабли или айсберги, кажутся вытянутыми и возвышенными, как «сказочные замки». [100]
Радуги являются результатом сочетания внутреннего отражения и дисперсионного преломления света в каплях дождя. Единственное отражение от спины множества капель дождя производит радугу с угловым размером на небе, который колеблется от 40 ° до 42 ° с красным на внешней стороне. Двойные радуги производятся двумя внутренними отражениями с угловым размером от 50,5 ° до 54 ° с фиолетовым на внешней стороне. Поскольку радуги видны на солнце под углом 180 ° от центра радуги, радуги тем заметнее, чем ближе солнце к горизонту. [66]
== '''''Список литературы:''''' ==
# McGraw-Hill Энциклопедия науки и техники (. 5 — е изд). McGraw-Hill. 1993. «Самый старый в мире телескоп?» , BBC News . 1 июля 1999 года архивации с оригинала на 1 февраля 2009 года . Проверено Jan 3, 2010 .
# TF Hoad (1996). Краткий Оксфордский словарь английской этимологии . ISBN 978-0-19-283098-2, История Глаза Архив 2012-01-20 на Wayback Machine . stanford.edu. Получено 2012-06-10. TL Heath (2003).
# Руководство по греческой математике . Публикации Courier Dover. С. 181–182. ISBN 978-0-486-43231-1, Уильям Р. Утталь (1983). Обнаружение визуальной формы в трехмерном пространстве . Психология прессы. С. 25–. ISBN 978-0-89859-289-4, Архивировано из оригинального на 2016-05-03. Евклид (1999).
# Элахех Хейрандиш (ред.). Арабская версия оптики Евклида = Китаб Уклидис фи ихтилаф аль-манахир . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-98523-7, Птолемея (1996).
# А. Марк Смит (ред.). Теория Птолемея зрительного восприятия: английский перевод оптики с введением и комментариями . ДИАНА Издательство. ISBN 978-0-87169-862-9, Верма, Р. Л. (1969),
# Аль-Хазен: отец современной оптики Адамсон, Питер (2006). «Аль-Кинди» и прием греческой философии ». В Адамсоне, Питер; Тейлор Р. Кембриджский компаньон арабской философии. Издательство Кембриджского университета. п. 45. ISBN 978-0-521-52069-0 . Rashed, Roshdi (1990).
# «Пионером в диоптрика: Ибн Сахль по горящим зеркал и линз». Isis . 81 (3): 464–491. DOI : 10.1086 / 355456 . JSTOR 233423 . Hogendijk, Jan P .; Сабра, Абдельхамид И., ред. (2003). Предприятие науки в исламе: новые перспективы . MIT Press. стр. 85-118. ISBN 978-0-262-19482-2, OCLC 50252039 . Г. Хэтфилд (1996).
# Была ли научная революция действительно революцией в науке? В FJ Ragep; П. Салли; SJ Livesey (ред.). Традиция, передача, трансформация: материалы двух конференций по современной науке, проведенных в университете Оклахомы . Брилл Издатели. п. 500. ISBN 978-90-04-10119-7, Архивировано из оригинального на 2016-04-27. Надер Эль-Бизри (2005).
# «Философская перспектива оптики Альхазена». Арабские науки и философия . 15 (2): 189–218. doi : 10.1017 / S0957423905000172 . Надер Эль-Бизри (2007). «В защиту суверенитета философии: критика аль-Багдади геометрии места Ибн аль-Хайтама». Арабские науки и философия . 17 : 57–80. doi : 10.1017 / S0957423907000367 . Г. Саймон (2006). «Взгляд в Ибн аль-Хайтам».
# Средневековый исторический журнал . 9 : 89. DOI : 10,1177 / 097194580500900105 . Ян П. Ховард; Брайан Дж. Роджерс (1995). Бинокулярное зрение и стереопсис . Издательство Оксфордского университета. п. 7. ISBN 978-0-19-508476-4, Архивировано из оригинального на 2016-05-06. Елена Agazzi; Энрико Джаннетто; Франко Giudice (2010). Представление света через искусство и науку: теории и практики . V & R unipress GmbH. п. 42. ISBN 978-3-89971-735-8, Архивировано из оригинального на 2016-05-10.
# Эль-Бизри, Надер (2010). «Классическая оптика и традиция Перспективы ведущей к Ренессансу». В Хендрикс, Джон Шеннон ; Карман, Чарльз Х. (ред.). Ренессанс Теории Видения (Визуальная Культура в Раннем Современности) . Farnham, Surrey: Ashgate . С. 11-30. ISBN 978-1-4094-0024-0,; Эль-Бизри, Надер (2014). "Видя реальность в перспективе: " Искусство оптики «и» Наука живописи " ". В Лупаччини, Росселла; Анжелина, Аннарита (ред.). Искусство науки: от рисования перспективы к квантовой случайности . Дорредрехт: Спрингер. С. 25-47.
# Линдберг, Теории Видения от аль-Кинди до Кеплера , (Чикаго: Университет Чикаго, пр., 1976), стр. 94–99. Винсент, Иларди (2007).
# Ренессанс Видение от Очков до Телескопов . Филадельфия, Пенсильвания: Американское философское общество. С. 4–5. ISBN 978-0-87169-259-7, «Проект Галилео> Наука> Телескоп» Аль Ван Хельдена Архив 2012-03-20 на Wayback Machine . Galileo.rice.edu. Получено 2012-06-10. Генри С. Кинг (2003).
# История телескопа . Публикации Courier Dover. п. 27. ISBN 978-0-486-43265-6, Архивировано из оригинального на 2016-06-17. Пол С. Агуттер; Денис Н. Уитли (2008). Размышление о жизни: история и философия биологии и других наук . Springer. п. 17. ISBN 978-1-4020-8865-0, Архивировано из оригинального на 2016-05-16. Иларди, Винсент (2007).
# Ренессанс Видение от Очков до Телескопов . Американское философское общество. п. 210. ISBN 978-0-87169-259-7, Архивировано из оригинального на 2016-05-03. Микроскопы: Линия время архивация 2010-01-09 в Wayback Machine , Нобелевский фонд. Получено 3 апреля 2009 г. Уотсон, Фред (2007). Stargazer: жизнь и времена телескопа . Аллен и Анвин. п. 55. ISBN 978-1-74175-383-7, Архивировано от оригинала на 2016-05-08. Иларди, Винсент (2007).
# Ренессанс. Видение от Очков до Телескопов . Американское философское общество. п. 244. ISBN 978-0-87169-259-7, Архивировано от оригинала на 2016-05-26. Каспар, Кеплер , стр. 198–202. В архиве 2016-05-07 на Wayback Machine , Courier Dover Publications, 1993, ISBN 0-486-67605-6 . А.И. Сабра (1981).
# Теории света, от Декарта до Ньютона . КУБОК Архив. ISBN 978-0-521-28436-3, WF Magie (1935). Один из источников книги по физике . Издательство Гарвардского университета. п. 309. JC Maxwell (1865). «А Динамическая теория электромагнитного поля» . Философские труды Лондонского королевского общества . 155 : 459. Bibcode : 1865RSPT..155..459C . doi : 10.1098 / rstl.1865.0008 . Твердый подход к сложности интеллектуальных мотиваций Планка для кванта, для его неохотного принятия его последствий, см. Х. Краг, Макс Планк: неохотный революционер , Мир Физики . Декабрь 2000 г.
# Эйнштейн А. (1967). «Об эвристической точке зрения относительно производства и преобразования света». В Тер Хаар, Д. (ред.). Старая Квантовая Теория . Пергамон. С. 91-107 . OCLC 534625 . Глава представляет собой английский перевод статьи Эйнштейна 1905 года о фотоэлектрическом эффекте.
# Эйнштейн А. (1905). «Uber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt» [Об эвристической точке зрения, касающейся производства и преобразования света]. Annalen der Physik (на немецком языке). 322 (6): 132–148. Bibcode : 1905AnP ... 322..132E . DOI : 10.1002 / andp.19053220607 .
# «О Конституции атомов и молекул» . Философский Журнал . 26, серия 6: 1-25. 1913. Архивировано из оригинального 4 июля 2007 года., Наземный ориентир бумага укладки модели атома Бора и молекулярных связей . Р. Фейнман (1985). «Глава 1». КЭД: Странная теория света и материи . Издательство Принстонского университета. п. 6. ISBN 978-0-691-08388-9,
# Н. Тейлор (2000). ЛАЗЕР: изобретатель, лауреат Нобелевской премии и тридцатилетняя патентная война . Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 978-0-684-83515-0, Ariel Липсона; Стивен Дж. Липсон; Генри Липсон (28 октября 2010 года).
# Оптическая физика . Издательство Кембриджского университета. п. 48. ISBN 978-0-521-49345-1, Архивировано из первоисточника 28 мая 2013 года . Источник +12 Июль +2012 . Артур Шустер (1904). Введение в теорию оптики . Э. Арнольд. п. 41. Архивировано из оригинального на 2016-05-13. JE Greivenkamp (2004). Полевое руководство по геометрической оптике. SPIE Field Guides vol. FG01, SPIE. С. 19–20. ISBN 978-0-8194-5294-8, Young, HD (1992).
# Университет физики: Расширенная версия с современной физики (8 - е изд.). Addison-Wesley. Глава 35 . ISBN 978-0-201-52981-4, Marchand, EW (1978). Градиентный указатель оптики . Нью-Йорк: Академическая пресса. Е. Hecht (1987). Оптика (2-е изд.). Аддисон Уэсли. ISBN 978-0-201-11609-0, Главы 5 и 6. М. В. Кляйн и Т. Э. Фуртак, 1986, оптика, Джон Вили и сыновья, Нью-Йорк, ISBN 0-471-87297-0 .
# Максвелл, Джеймс Клерк (1865). «Динамическая теория электромагнитного поля» (PDF) . Философские труды Лондонского королевского общества . 155 : 499. DOI : 10.1098 / rstl.1865.0008 . В архиве (PDF) с оригинала 2011-07-28.Эта статья сопровождала презентацию Максвелла в Королевском обществе 8 декабря 1864 года. Смотрите также Динамическая теория электромагнитного поля .
# М. Борн и Э. Вольф (1999). Принцип оптики . Кембридж: издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-64222-1 . Дж. Гудман (2005). Введение в оптику Фурье (3-е изд.). Roberts & Co Издатели. ISBN 978-0-9747077-2-3, З. Э. Зигман (1986).
# Лазеры . Университетская Наука Книги. ISBN 978-0-935702-11-8, Глава 16 H.D. Янг (1992). Физический университет 8е . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-52981-4,Глава 37 П. Харихаран (2003). Оптическая интерферометрия (PDF) (2-е изд.). Сан-Диего, США: Академическая пресса. ISBN 978-0-12-325220-3, Архивировано (PDF) с оригинала 2008-04-06. Э. Р. Гувер (1977).
# Колыбель величия: национальные и мировые достижения западного заповедника Огайо . Кливленд: Ассоциация Шейкеров. JL Обер (1760). Мемуары для истории и изящных искусств . Париж: Impr. де САС; Chez E. Ganeau. п. 149. Д. Брюстер (1831). Трактат по оптике . Лондон: Лонгман, Рис, Орм, Браун и Грин и Джон Тейлор. п. 95. Р. Гук (1665).
# Микрография: или, Некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные лупами . Лондон: Дж. Мартын и Дж. Аллестри. ISBN 978-0-486-49564-4, HW Turnbull (1940–1941). «Ранние шотландские отношения с Королевским обществом: И. Джеймс Грегори, ФРС (1638–1675)». Записки и записи Лондонского королевского общества . 3 : 22-38. doi : 10.1098 / rsnr.1940.0003 . JSTOR 531136 .
# Т. Ротман (2003). Все относительно и другие басни в науке и технике . Нью-Джерси: Wiley. ISBN 978-0-471-20257-8,
# H.D. Янг (1992). Физический университет 8е . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-52981-4,Глава 38 RS Longhurst (1968). Геометрическая и физическая оптика, 2-е издание . Лондон: Лонгманс. Bibcode : 1967gpo..book ..... L . Удачные экспозиции: дифракционные ограниченные астрономические изображения в атмосфере Архивировано 2008-10-05 на Wayback Machine Роберта Найджела Таббса CF Bohren & DR Huffman (1983). Поглощение и рассеяние света мелкими частицами . Wiley. ISBN 978-0-471-29340-8, Дж. Д. Джексон (1975). Классическая электродинамика (2-е изд.). Wiley. п. 286 . ISBN 978-0-471-43132-9, Р. Рамасвами; К. Н. Сивараджан (1998). Оптические сети: практическая перспектива . Лондон: Академическая пресса. ISBN 978-0-12-374092-2, Архивировано из оригинального на 2015-10-27. Бриллюэн, Леон. Распространение волн и групповая скорости . Academic Press Inc., Нью-Йорк (1960)
# М. Борн и Э. Вольф (1999). Принцип оптики . Кембридж: издательство Кембриджского университета. стр. 14-24. ISBN 978-0-521-64222-4,
# H.D. Янг (1992). Физический университет 8е . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-52981-4,Глава 34
# Ф.Дж. Дуарте (2015). Перестраиваемая лазерная оптика (2-е изд.). Нью — Йорк: CRC. С. 117—120. ISBN 978-1-4822-4529-5, Архивировано из оригинального на 2015-04-02.
# Д.Ф. Уоллс и Дж. Дж. Милберн Квантовая оптика (Springer 1994) Аластер Д. Маколей (16 января 1991 г.). Оптические компьютерные архитектуры: применение оптических концепций к компьютерам нового поколения . Wiley. ISBN 978-0-471-63242-9, Архивировано из оригинального 29 мая 2013 года . Источник +12 Июль +2012 . Ю.Р. Шен (1984). Принципы нелинейной оптики . Нью-Йорк, Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-88998-4,
# «лазер» . Reference.com. Архивировано из оригинального на 2008-03-31 . Получено 2008-05-15 .
# Чарльз Х. Таунс - Нобелевская лекция в архиве 2008-10-11 в Wayback Machine . nobelprize.org
# «Искусственная звезда VLT» . ESO Картинка недели . Архивировано из оригинального 3 июля 2014 года . Проверено 25 июня 2014 .
# CH Таунс. «Первый лазер» . Чикагский университет. Архивировано из оригинального на 2008-05-17 . Получено 2008-05-15 .
# CH Townes (2003). «Первый лазер» . У Лоры Гарвин; Тим Линкольн (ред.). Столетие природы: двадцать одно открытие, которое изменило науку и мир . Университет Чикагской Прессы. С. 107—112 . ISBN 978-0-226-28413-2,
# Что такое штрих-код? Архив 2012-04-23 на Wayback Machine denso-wave.com
# «Как компакт — диск был разработан» . BBC News . 2007-08-17. Архивировано из оригинального на 2012-01-07 . Получено 2007-08-17 .
# J. Wilson & JFB Hawkes (1987). Лазеры: принципы и применение, Международная серия Prentice Hall по оптоэлектронике . Прентис Холл. ISBN 978-0-13-523697-0, D. Atchison & G. Smith (2000).
# Оптика человеческого глаза . Elsevier. ISBN 978-0-7506-3775-6, Е.Р. Кандель; JH Schwartz; ТМ Jessell (2000). Основы нейронологии (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 507–513 . ISBN 978-0-8385-7701-1, Д. Мейстер. "Офтальмологический дизайн линз" . OptiCampus.com. Архивировано из первоисточника 27 декабря 2008 года . Проверено 12 ноября 2008 . J. Брайнер (2008-06-02). «Ключ ко всем обнаруженным оптическим иллюзиям» . LiveScience.com. Архивировано из оригинального на 2008-09-05. Геометрия точки схода, архивированная 2008-06-22 на путевой машине в конвергенции Архив 2007-07-13 на путевой машине «Объяснение лунной иллюзии» Архив 2015-12-04 на Wayback Machine , Дон МакКриди, Университет Висконсин-Уайтуотер АК Джайн; М. Фигейредо; J. Zerubia (2001).
# Энергетические Минимизация методы в Computer Vision и распознавания образов . Springer. ISBN 978-3-540-42523-6, H.D. Янг (1992). "36". Физический университет 8е . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-52981-4, PE Nothnagle; W. Chambers; М.В. Дэвидсон. «Введение в стереомикроскопию» . Nikon MicroscopyU. Архивировано из оригинального на 2011-09-16. Сэмюэль Эдвард Шеппард и Чарльз Эдвард Кеннет Мис (1907).
# Исследования по теории фотографического процесса . Лонгманс, Грин и Ко 214. BJ Suess (2003). Освоение черно-белой фотографии . Allworth Communications. ISBN 978-1-58115-306-4, MJ Langford (2000). Основная фотография . Focal Press. ISBN 978-0-240-51592-2, Уоррен, Брюс (2001). Фотография . Cengage Learning. п. 71. ISBN 978-0-7668-1777-7, Архивировано из оригинального на 2016-08-19. Лесли Д. Штребель (1999). Просмотр техники камеры . Focal Press. ISBN 978-0-240-80345-6, С. Симмонс (1992). Использование View Camera . Амфото Книги. п. 35. ISBN 978-0-8174-6353-3, Sidney F. Ray (2002).
# Прикладная фотографическая оптика: объективы и оптические системы для фотографии, кино, видео, электроники и цифровых изображений . Focal Press. п. 294. ISBN 978-0-240-51540-3, Архивировано из оригинального на 2016-08-19. Нью-Йорк Таймс Персонал (2004). Руководство New York Times по основным знаниям . Macmillan. ISBN 978-0-312-31367-8, Р. Р. Карлтон; A. McKenna Adler (2000).
# Принципы рентгенографии: наука и искусство . Томсон Делмар Лирнинг. ISBN 978-0-7668-1300-7, В. Кроуфорд (1979). Хранители света: история и рабочее руководство по ранним фотографическим процессам . Доббс Ферри, штат Нью - Йорк: Morgan & Morgan. п. 20. ISBN 978-0-87100-158-0, Дж. М. Коули (1975).
# Дифракционная физика . Амстердам: Северная Голландия. ISBN 978-0-444-10791-6, CD Аренс (1994). Метеорология Сегодня: введение в области погоды, климата и окружающей среды (5 - е изд.). Западная Издательская Компания. С. 88–89 . ISBN 978-0-314-02779-5, А. Янг. «Введение в Миражи» . Архивировано от оригинала на 2010-01-10.
https://ift.tt/36G7GP1
