אופטיקה
 |
ערך ללא מקורות
| |
| ערך ללא מקורות | |
 |
יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי.
| |
| יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי. | |
אוֹפְּטִיקָה היא תחום בפיזיקה המתאר את התכונות וההתנהגות של האור, ואת יחסי הגומלין בין אור לחומר. האופטיקה נוכחת בחיי היום יום ומאפשרת לתאר ולהסביר תופעות אופטיות נפוצות ומוכרות כמו פעולת העין האנושית ועדשות המשקפיים והמצלמה, המראה, ההשתקפות, המיקרוסקופ והטלסקופ. תופעות רבות המתרחשות בטבע – כמו מראה הקשת בענן, פאטה מורגנה, ההילה סביב הירח או השמש, "כלבי השמש", ההבזק הירוק, ועוד – מקורן בתהליכים אופטיים.
תחום האופטיקה מוקדש בדרך כלל לתיאור התנהגות הקרינה על פני הספקטרום האלקטרומגנטי אשר כלולים בו האור הנראה, אור תת-אדום ואור על-סגול, וכן גם סוגים נוספים של קרינה אלקטרומגנטית כמו קרני רנטגן, קרינת מיקרוגל וגלי רדיו; לפיכך ניתן להתייחס לאופטיקה כאל תת-תחום של אלקטרומגנטיות.[1] מספר תופעות אופטיות תלויות בטבעו הקוונטי של האור, ולפיכך תחומים מסוימים באופטיקה קשורים גם למכניקת הקוונטים.
עם זאת, אופטיקה, כתחום מחקר מדעי, נחשבת באופן כללי לנפרדת מקהילת המחקר הפיזיקלי; יש לה זהות משלה, עם עמותות וועידות מדעיות משלה.[2][3] ההיבטים המדעיים גרידא של אופטיקה נקראים לעיתים מדע האופטיקה או אופטיקה פיזיקלית. תחום האופטיקה היישומית נקרא לעיתים הנדסה אופטית. הנדסה אופטית יישומית העוסקת במערכות תאורה נקראת הנדסת תאורה. לכל אחד מתחומי מחקר ועיסוק אלה יש יישומים משלו, מיומנויות טכניות נפרדות, מוקדי עניין שונים וקשרים מקצועיים נפרדים. בשל החשיבות הרבה של "מדע האור" ליישומים מעשיים, תחום מדע האופטיקה וההנדסה האופטית נוטים להיות מאוד רב-תחומיים. ניתן למצוא עיסוק במדע האופטיקה כחלק מתחומים רבים ושונים, כגון הנדסת חשמל, פיזיקה, רפואה, ועוד.
אטימולוגיה
[עריכת קוד מקור | עריכה]מקור המילה היא מיוונית עתיקה: ops – עין, optikos – הקשור לראייה.[4]
היסטוריה
[עריכת קוד מקור | עריכה]ימי הביניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]ראשית מדע האופטיקה וחקר מדע האור[א] בימי תור הזהב של האסלאם בימי הביניים; באותה העת, נעשו מחקרים של איבן סהל (Ibn Sahl) ואיבן אל-היית'ם על עדשות, מהות האור ותופעות אופטיות נוספות כמו הנפיצה, האור והצל, צבע האור בשקיעה, אשליית ההגדלה של השמש והירח הסמוכים לאופק, ליקוי החמה והקשת בענן. האור באותה תקופה נחשב לעשוי מחלקיקים.
העת החדשה
[עריכת קוד מקור | עריכה]במאה ה־18 ניתנו הסברים לתופעות רבות הקשורות לאור באמצעות התורה הגלית.
בתחילת המאה ה־20 התבסס עיקרון דואליות גל-חלקיק וההבנה כי האור הוא גם גל וגם חלקיק, כתלות בתופעה אותה חוקרים. במחצית השנייה של המאה ה־20 התפתחה האלקטרודינמיקה הקוונטית, אשר מסבירה באופן בסיסי יותר את מהות האור באמצעות שדות קוונטיים, ושימושית בעיקר בתדירויות גבוהות מאוד של האור (קרני גמא).
התפיסה המדעית כיום
[עריכת קוד מקור | עריכה]אם כן, כיום ידועות שלוש דרכים שבהן ניתן להציג את האור:
- כקרן. כך הוא מתואר באופטיקה הגאומטרית.
- כגל (גל אלקטרומגנטי). כך הוא מתואר באופטיקה הפיזיקלית.
- כחלקיק (פוטון). כך הוא מתואר באופטיקה הקוונטית.
תופעה אופטית
[עריכת קוד מקור | עריכה]תופעה אופטית היא תופעה שמקורה בתכונותיו של האור. בין התופעות האופטיות ניתן למנות:
- שבירת אור
- החזרה פנימית מלאה
- שבירה כפולה
- נפיצה
- עקיפה
- לזירה (הפקת קרינת לייזר)
- התאבכות
קלאסית ומודרנית
[עריכת קוד מקור | עריכה]אופטיקה קלאסית
[עריכת קוד מקור | עריכה]
ערך מורחב – אופטיקה גאומטרית
אופטיקה קלאסית (או אופטיקה גאומטרית) היא תחום באופטיקה המתאר את התקדמות האור במונחים של קרני אור. קרני אור משנות כיוון בנקודות מגע בין שני תווכים שונים, והן עשויות להיות עקומות בתווך בו מקדם השבירה הוא פונקציה של המיקום. הקרן באופטיקה גאומטרית ניצבת לחזית הגל באופטיקה פיזיקלית.
נושאי עיסוק
[עריכת קוד מקור | עריכה]- שקיפות
- שבירת אור
- החזרת אור
- החזרה מלאה
- שבירה כפולה
- עקיפה
- פיזור אור
- קיטוב (פולריזציה)
- אופטיקת פורייה
- עיקרון פרמה
- עדשה
- מראה
- מנסרה
- זכוכית מגדלת
- התאבכות
- מכשור אופטי
- הטיית אור
אופטיקה מודרנית
[עריכת קוד מקור | עריכה]אופטיקה מודרנית היא הכינוי המקובל לתחומי המחקר באופטיקה שנעשו פופולריים במהלך המאה ה־20. תחומי מחקר אלה נוגעים בדרך-כלל במאפיינים האלקטרומגנטיים והקוונטיים של האור, אולם הם כוללים גם נושאים אחרים.
נושאי עיסוק
[עריכת קוד מקור | עריכה]- אופטיקה קוונטית
- לייזר
- הולוגרפיה
- מעבד אופטי
- אופטיקה לא ליניארית
- אופטיקה פיזיקלית
- אופטיקת פורייה
- אופטיקה של שכבות דקות
- ננו-פוטוניקה
- רדיומטריה
- פוטומטריה
- אופטיקת גבישים
- אופטיקה סטטיסטית
- אופטיקת פרנל
- אופטיקה משתברת
- אופטיקת גל מונחה
- אופטיקה משולבת
- מיקרו אופטיקה
תחומים משיקים
[עריכת קוד מקור | עריכה]התחומים הבאים נוגעים במדע האופטיקה, או שמדע האופטיקה מהווה נדבך חשוב בהם:
- איכות פני שטח (אופטיקה)
- אלקטרואופטיקה
- הנדסת תאורה
- זיהוי תבניות
- מדע החומרים
- מעבד אופטי
- מערכת הראייה האנושית
- מערכות תקשורת אופטיות
- סיב אופטי
- עיבוד תמונה
- פוטואלסטיות
- צילום
- קולורימטריה (מדע הצבעים)
- תורת המידע
ראו גם
[עריכת קוד מקור | עריכה]| עיינו גם בפורטל: | |||
|---|---|---|---|
|
פורטל פיזיקה | ||
קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
- אופטיקה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
אופטיקה, דף שער בספרייה הלאומית
ביאורים
[עריכת קוד מקור | עריכה]הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ 1.2: Electromagnetic Theory of Optics and Quantum Optics, Physics LibreTexts, 2021-11-22 (באנגלית)
- ^ SPIE - the international society for optics and photonics, spie.org (באנגלית)
- ^ Optica (formerly OSA), Optica.org
- ^ ד"ר תמר עילם גינדין, בלשנות כלכלית: אופציות אופטימיות לראש השנה, באתר ynet, 10 בספטמבר 2010
| תחומים בפיזיקה | ||
|---|---|---|
| פיזיקה קלאסית | אופטיקה • אלקטרומגנטיות • אסטרונומיה • אקוסטיקה • מכניקה (מכניקה קלאסית • מכניקת הזורמים • מכניקת הרצף) • תרמודינמיקה | |
| פיזיקה מודרנית | אלקטרואופטיקה • אסטרופיזיקה • פיזיקת חלקיקים • פיזיקה גרעינית • פיזיקת מצב מעובה • פיזיקה סטטיסטית • תורת היחסות (הכללית • הפרטית) • מכניקת הקוונטים • תורת השדות הקוונטית • תורת המיתרים • פיזיקה כימית | |
| נושאים בינתחומיים | ביופיזיקה • פיזיקה רפואית • גאופיזיקה • פיזיקה מולקולרית | |
| היסטוריה של הפיזיקה | היסטוריה של הפיזיקה עד המאה ה-20 • התפתחות הפיזיקה במאה ה-20 | |
| תקשורת אופטית | ||
|---|---|---|
| משדר אופטי | לייזר • דיודת לייזר • LED • אור | |
| תווך שידור | סיב אופטי • מוליך גל • אוויר • ואקום | |
| מקלט אופטי | פוטודיודה • חיישן | |
| רכיבי תקשורת אופטית | מגבר אופטי • מעבד אופטי • מתג אופטי • מצמד סיבים אופטיים • מנחת אופטי • מערך מוליכי גל • WDM • מסנן אופטי | |
| שימושי תקשורת אופטית | תקשורת מבוססת סיב אופטי • הליוגרף • סמפור • מנורת איתות • פוטופון • מיקרופון לייזר | |
| אופטיקה • פוטוניקה • ננופוטוניקה • אלקטרואופטיקה | ||
