OPTYKA
W 1609 roku
Galileusz był jednym z pierwszych, którzy używali teleskopu do
obserwacji gwiazd, planet i Księżyca.
Obserwując Księżyc zwrócił uwagę na jasne plamy znajdujące się na jego
nieoświetlonej części. W miarę jak Księżyc zbliżał się do pełni plamy
te rosły i łączyły się z obszarami już oświetlonymi przez Słońce. Oznaczało to,
że jasne plamy są górami, do których promienie słoneczne docierały wcześniej. Na
podstawie długości ich cieni wyliczył również wysokość różnych gór. Zwrócił też
uwagę, że niektóre układają się w podłużne łańcuchy, a inne tworzą koła. Odkrył
w ten sposób, że Księżyc nie jest idealnie gładką kulą jak to sobie wyobrażali Arystoteles i Ptolemeusz.
W 1610 r. wykorzystując części teleskopu skonstruował ulepszony mikroskop.
Willebrord
Snell
(1580-1626)
znany także jako Snellius lub Snel
van Royen – holenderski astronom i matematyk.
Najbardziej znany ze swojego prawa refrakcji,
zwanego też prawem
Snella.
Holenderski uczony (1629-1695). Sformułował zasadę
Huygensa, która mówi o rozchodzeniu się fal w
pobliżu przeszkód. Jego doświadczenia potwierdzały teorię o
falowej naturze światła.
Badał również zjawisko załamania światła
w różnych materiałach.
Huygens współpracował z Antonim
van Leeuwenhoekiem. Razem opracowali doskonałe soczewki.
Dzięki opanowaniu przez Christiaana zasad optyki Antoni był w stanie wykonać ze
szkła oraz kryształu doskonałe
soczewki. Pozwoliło to na zbudowanie mikroskopów i
teleskopów
optycznych. Huygens i Leeuwenhoek prowadzili wspólnie obserwacje żywych komórek.
Jednak Huygensa bardziej interesowały zastosowania teleskopu w astronomii.
Dzięki swoim badaniom w optyce opracował przyrządy astronomiczne, w których
zredukował
aberracje.
Obrazy kosmosu stały się dużo bardziej wyraźne. Obserwacje astronomiczne poprzez
nowy teleskop doprowadziły Huygensa do odkrycia w roku 1655 księżyca Saturna,
który został nazwany Tytan.
Jego badania objęły również pierścienie
Saturna, co zaowocowało sformułowaniem w roku 1656 hipotezy
mówiącej, że zawierają one kosmiczny gruz. W tym samym roku Christiaan zdołał
rozdzielić obraz Wielkiej
Mgławicy w Orionie na
poszczególne gwiazdy. Najjaśniejszy rejon tej mgławicy nosi nazwę Obszar
Huygensa. Christiaan prowadził też obserwację pojedynczych gwiazd,
dzięki czemu odkrył, że niektóre z nich tak naprawdę są podwójne.
Huygens był pierwszym, który zajął się budową precyzyjnych zegarów
mechanicznych. Zegar wahadłowy został wynaleziony przez Galileusza (wcześniej
pierwsze szkice wykonał Leonardo
da Vinci), jednak to właśnie Christiaan zbudował pierwsze dokładne zegary
wahadłowe.
Od 1670 do 1672 wykładał optykę.
W tym czasie badał załamanie (refrakcję) światła, pokazując, że pryzmat może
rozszczepić białe światło w widmo barw, a potem soczewka i drugi pryzmat
powodują uzyskanie białego światła ponownie z kolorowego widma. Na tej podstawie
wywnioskował, że każdy refraktor (teleskop soczewkowy)
będzie posiadał wadę polegającą na rozszczepieniu światła (aberracja
chromatyczna), aby uniknąć tego problemu zaprojektował własny typ teleskopu
wykorzystujący zwierciadło zamiast soczewki znany później jako teleskop Newtona
(teleskop
zwierciadlany). Później, kiedy dostępne stały się szkła o różnych
własnościach dyspersyjnych, problem ten rozwiązano, stosując soczewki
achromatyczne. W 1671 Royal
Society poprosiło o demonstrację
jego teleskopu zwierciadlanego. Zainteresowanie to zachęciło Newtona do
opublikowania notatek pt. On
Colour, które później rozwinął w większe dzieło pt. Opticks.
Kiedy Robert
Hooke skrytykował niektóre z
pomysłów Newtona, ten obraził się do tego stopnia, że wycofał się z publicznej
debaty. Z powodu paranoi Newtona tych dwóch ludzi pozostało wrogami aż do
śmierci Hooke’a.
W jednym z listów do Hooke’a z datą 5 lutego 1676 Newton napisał: „Jeśli widzę
dalej, to tylko dlatego, że stoję na ramionach olbrzymów”. Jest to parafraza
zaczerpnięta z
Lukana (II, 10): „Karły
umieszczone na barkach gigantów widzą więcej niż sami giganci”. Słowa te są
przytaczane dzisiaj jako dowód szacunku, jaki miał Newton do osiągnięć swych
poprzedników.
W opublikowanej w 1841 r. Teorii
optyki położył
podwaliny pod dział optyki nazywany optyką
geometryczną.
To Gauss wprowadził takie pojęcia jak oś
optyczna soczewki,
odległość ogniskowa, ognisko i środek
soczewki.
Podał też podstawowe elementy konstrukcji obrazu optycznego przy przechodzeniu
światła przez układ soczewek.
Swe badania rozpoczął nad studiowaniem doświadczeń
Malusa nad
polaryzacją światła, stwierdzając że
fale świetlne są falami poprzecznymi. Wytłumaczył powstawanie pierścieni
Newtona i znalazł jako pierwszy przybliżone wartości długości fal
świetlnych. Young tłumaczył także ugięcie światła jako efekt interferencji
między falami światła przechodzącymi pomiędzy otwór uginający a falami odbitymi
od brzegów otworów.
Interferencję
światła
odkrył w maju
1801
roku, czym zapoczątkował
falową teorię światła. Szczegółowy opis tego zjawiska wydał w roku
1807. Dalsze
badania były związane ze sprężystością ciał stałych, tzn. np. odporności metalu
na skręcenie, rozciąganie i zginanie, wprowadzając w roku
1807 pojęcie
modułu
sprężystości. Przez pomiary kąta ugięcia w wyniku
dyfrakcji
wyznaczył grubości włókien wełny i rozmiary
komórek krwi.
Doświadczenie Younga
Francuski
inżynier wojskowy, którego znaczącą zasługą dla
fizyki było
odkrycie
polaryzacji światła przy
odbiciu. Jest również autorem
prawa
Malusa.
Zajmował się między innymi polaryzacją światła (kąt
Brewstera!). Wynalazł
kalejdoskop, który mógł się według niego przydać do projektowania dywanów.
Wynalezienie przez niego
stereoskopu soczewkowego stanowiło znaczny postęp w stosunku do wynalazku
stereoskopu zwierciadlanego
Wheatstone'a.
Odkrył skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła przez kryształ
kwarcu (1811),
chromosferę Słońca (1840), wykrył związek pomiędzy
zorzą polarną i
burzami magnetycznymi. Wyznaczył również tzw.
Południk paryski.
Odkrył zjawisko eliptycznej
polaryzacji światła przy odbiciu od szkła potwierdzając przewidywania
Cauchy'ego.
Zajmował się m.in. zależnością pomiędzy prądem a magnetyzmem (prawo
Biota-Savarta), a także
polaryzacją światła w związkach chemicznych. Odkrył unikatowe własności
optyczne
miki –
jedna z odmian tego minerału (biotyt)
została nazwana na jego cześć, podobnie jak jednostka
natężenia prądu –
biot.W 1804 r., wraz z
Josephem Gay-Lussacem, wzniósł się w balonie na wysokość pięciu kilometrów w
celu przeprowadzenia badań nad
atmosferą
i
polem magnetycznym
Ziemi. Jako
pierwszy udowodnił, że
meteoryty
spadają na Ziemię. Dwa lata później, wraz z
François Arago, pojechał do
Hiszpanii,
by wykonać tam pomiary długości
południka
ziemskiego.W 1820 roku, współpracując z
Félixem Savartem, odkrył prawo opisujące pole magnetyczne powstające wokół
przewodnika z prądem.
W1828 r. skonstruował pierwsze urządzenie do uzyskiwania
światła
spolaryzowanego liniowo, zwanego
pryzmatem Nicola.
Prowadził prace z zakresu optyki o fundamentalnym znaczeniu. Był jednym z
twórców
falowej teorii światła. W 1822 odkrył i wyjaśnił
polaryzację kołową i eliptyczną światła. Wytłumaczył zjawisko skręcenia
płaszczyzny polaryzacji. Zbadał zjawisko przechodzenia światła przez granicę 2
dielektryków i w 1823 sformułował jego prawa. Opracował teorię
dwójłomności kryształów i
aberracji rocznej światła gwiazd. Przeprowadził doświadczenia nad wpływem
ruchu Ziemi na zjawiska optyczne, co stało się podstawą
elektrodynamiki poruszających się ciał i
szczególnej teorii względności. Głośne stało się jego otwarte przyznanie
pierwszeństwa
Georges'owi Buffonowi w kwestii stworzenia pomysłu
soczewki Fresnela, którą skonstruował w 1822. Jego nazwiskiem nazwano
jednostkę częstotliwości (fresnel)
odpowiadającą w układzie SI jednemu
terahercowi (THz)
Udoskonalił
heliometr,
jego przyrządu używał
Friedrich Wilhelm Bessel, gdy jako jeden z pierwszych zmierzył
paralaksę
heliocentryczną gwiazdy. Niezależnie od
Fresnela opisał zjawisko
dyfrakcji.
Za pomocą
pryzmatu odkrył w widmie
Słońca
linie absorpcyjne nazwane jego imieniem. W 1814 wynalazł
spektroskop, a w 1821 ulepszył
siatkę dyfrakcyjną. Zaobserwował, że widma gwiazd różnią się, czym
zapoczątkował
spektroskopię astronomiczną.
Doppler jako pierwszy wymyślił teoretycznie dla światła zjawisko nazwane potem
efektem
Dopplera.
Efekt ten powoduje zwiększenie się częstotliwości fali (dźwiękowej, świetlnej)
zbliżającego się źródła (np. pojazdu) i zmniejszenie się jej dla źródła
oddalającego się.Za jego życia eksperymentalnie potwierdzony został dla fal
akustycznych przy użyciu muzyków jako odbiorników fal i poruszających się w
pociagu
grających instrumentów.
![Ilustracja](168px-Aleksander_Jablonski.jpg)
![](img6.jpg)
Aleksander
Jabłoński (ur.1898,zm.1980)
– polski fizyk,
który zdobył światową sławę na polu optyki atomowo-molekularnej oraz luminescencji.
Najbardziej znany ze schematu poziomów i przejść kwantowych w molekułach, tzw. diagramu
Jabłońskiego.
Poza Marią
Skłodowską-Curie (która
w światowych zestawieniach jest wymieniana jako obywatelka francuska) – czterech
fizyków, którzy dokonali odkryć na miarę Nagrody Nobla to: Marian
Smoluchowski, Marian
Danysz, Jerzy
Pniewski i Karol
Olszewski.
A.Jabłoński jest wśród osiemnastu mniej zasłużonych, którzy jednak wnieśli
bardzo poważny wkład do rozwoju fizyki i w pewnym okresie należeli do liderów
światowej fizyki.