Optics (2000 символов)

Optics is the branch of physics which studies the behavior and properties of light, including its interactions with matter and the construction of instruments that use or detect it. Optics usually describes the behavior of visible, ultraviolet, and infrared light. Because light is an electromagnetic wave, other forms of electromagnetic radiation such as X-rays, microwaves, and radio waves exhibit similar properties.

Most optical phenomena can be accounted for using the classical electromagnetic description of light. Complete electromagnetic descriptions of light are, however, often difficult to apply in practice. Practical optics is usually done using simplified models. The most common of these, geometric optics, treats light as a collection of rays that travel in straight lines and bend when they pass through or reflect from surfaces. Physical optics is a more comprehensive model of light, which includes wave effects such as diffraction and interference that cannot be accounted for in geometric optics. Historically, the ray-based model of light was developed first, followed by the wave model of light. Progress in electromagnetic theory in the 19th century led to the discovery that light waves were in fact electromagnetic radiation.

Some phenomena depend on the fact that light has both wave-like and particle-like properties. Explanation of these effects requires quantum mechanics. When considering light's particle-like properties, the light is modeled as a collection of particles called "photons". Quantum optics deals with the application of quantum mechanics to optical systems.

Optical science is relevant to and studied in many related disciplines including astronomy, various engineering fields, photography, and medicine (particularly ophthalmology and optometry). Practical applications of optics are found in a variety of technologies and everyday objects, including mirrors, lenses, telescopes, microscopes, lasers, and fiber optics.

Оптика – это раздел физики, который изучает поведение и свойства света, включая его взаимодействие с материей и конструкцию инструмента, который использует или определяет его. Обычно оптика объясняет поведение видимого, ультрафиолетового и инфракрасного света. Т.к. свет – электромагнитная волна, остальные формы электромагнитного излучения, такие как рентгеновские, микро- и радиоволны проявляют схожие свойства.

Большая часть оптических феноменов может быть связана с использованием классической электромагнитной теории света. Полную электромагнитную теорию света однако очень сложно применить на практике. Практическая оптика обычно использует упрощенные модели. Наиболее общая из них – геометрическая оптика – рассматривает свет как совокупность лучей, идущих прямолинейно и отклоняющихся, когда они проходят или отражаются от поверхности. Физическая оптика – наиболее полная модель света, которая включает волновые эффекты, такие как дифракция и интерференция, которые не могут быть объяснены с геометрической оптикой. Исторически модель, основанная на лучах, была разработана первой, согласно волновой теории света. Прогресс в электромагнитной теории в 19м веке привел к открытию того, что световые волны фактически были электромагнитным излучением.

Некоторые феномены зависят от того факта, что свет имеет свойства и волны, и частицы. Разъяснение этих эффектов требует квантовую механику. Затем, согласно свойствам света, сближающим его с частицей, свет был смоделирован как совокупность частиц, названных «фотонами». Квантовая оптика имеет дело с применением квантовой механики в оптических системах.

Оптическая наука важна и изучается в многих смежных дисциплинах, включающих астрономии, различные инженерные отрасли, фотографию, медицину (особенно офтальмологию и оптометрию). Практическое применение оптики основывается на различных технологиях и повседневных объектах, включающих зеркала, линзы, телескопы, микроскопы, лазеры и оптоволокно.