|
|
|
|
|
|
||
На протяжении всем истории естествознания оптика находилась в центре внимания ученых, а оптические приборы всегда играли важнейшую роль в развитии науки, техники и культуры. Энгельс, характеризуя развитие физики в первый период развития естествознания в "Диалектике природы" писал, что физика в собственном смысле слова, если не считать оптики, достигшей исключительных успехов благодаря потребностям в астрономии, еще не вышла за пределы самых первых, начальных ступени развития".
Применение простейших оптических приборов в виде увеличительных стекол были известны еще в глубокой древности. Материалом для их изготовления были прозрачные кристаллы минералов. Так в древней Ассирии и Вавилон они изготавливались из горнего хрусталя, а в древнем Китае из темно-зеленого турмалина и темно-коричневого топаза.
Появление оптических деталей из силикатного технического стекла, а затем и оптического, предшествовали длительные периоды. Первые линзы из технического стекла были обнаружены при раскопках Геркуланума и Помпеи (начало нашей эры). До 16 века оптические детали делались из технического стекла.
Некоторые законы и явления геометрический оптики были. знакомы древнегреческим ученым Евклиду (300 лет до н.э.) - закон прямолинейного распространения света; Аристотелю (12-й г. до н.э.) -явление преломление света; Птоломею (I20 г. н.э.) - измерил углы падения и преломления света; Архимеду (250 лет до н.э.) - сжигал корабли противника в помощью отражения солнечного света.
В 13 веке венецианскими мастерами были изготовлены очки и зеркала близкие к современным это было оценено как наиболее выдающееся достижение этой эпохи.
В I7 веке положено начало теории оптических приборов благодаря трудов ученых: Рене Декарта (1596-1650 г.г.), ?Диоптрика? - закон преломления света, Пьера Ферма (1601-1665 г.г.), Исаака Ньютона (I643-I727 г.г.), развил корпускулярную теорию света, открыл явления дисперсии и интерференции, Х. Гюйгенса (1629-1695 г.г.), положил начало волновой теории света, Галилея Галилео (1564-1642 г.г.), Иогана Кеплера (1571-1630 г.г.) и других. Открытия, сделанные этими учеными положили начало появлению достаточно сложных оптических приборов, таких как телескоп и микроскоп.
В I609 году Галилей изобрел подзорную трубу с отрицательной линзой в качестве окуляра. С ее помощью он открыл горы на Луне, 4 спутника Юпитера, фазы Венеры, звездное скопление Млечного пути, пятна на Солнце. Им же изобретен микроскоп.
И. Кеплером была разработана я изготовлена подзорная труба с положительный окуляром.
I668-7I г.г. И. Ньютон построил первый зеркальный телескоп-рефлектор, свободный от хроматической аберрации.
Усложнение оптических систем дало толчок к совершенствованию изготовления (варки) стекла и его обработки, ручная обработка стекла заменяется станочной. Но оптические детали изготавливаются из технического стекла.
Дальнейшее развитие оптического приборостроения тормозилось неумением устранить хроматизм оптических систем. Поэтому начинаются работы по получению новых сортов стекол, которые дали бы возможность ахроматизировать оптические системы.
В этой направлении имели большое значение работы ученых Леонарда Эйлера (I707-I783 г.г.) и М.В .Ломоносова. Эйлер впервые в истории оптики разработал метод ахроматизации линз, этим самым опроверг существующую ранее точку зрения о невозможности ахроматизации оптических систем. Он показал, что для этого необходимо применять сочетание оптических деталей с разными оптическими характеристиками и тем доказал необходимость получения различных марок стекол.
Ломоносов явился основоположником научного стекловарения, он проделал до 4000 опытов по стекловарению новых марок стекол.
Первый ахроматический объектив был изготовлен английским оптиком Д. Доллондом в I758 году.
В 1811 году разработан промышленный метод производства оптического стекла в горшках большой емкости. Возникает ряд предприятий во Франции (I828 г.), в Англии (I848 г.), в Германии (1881 г.).
1839 год - год открытия фотографии. В результате совместных работ французов Ньепеа и Дагера был разработан способ получения фотоизображения под названием дагеротипии. Медная пластинка гальваническим способом серебрилась, полировалась, а затем под действием паров йода на поверхности образовывалась пленка AgJ. Пластинка помещалась в камере-обcкуре и делалась выдержка 4-5 мин. и более. Обработка велась в парах ртути, которые на засвеченных участках образовывали амальгамму белого цвета, затем пластинка промывалась в гипосульфите или поваренной соли, которые удаляли AgJ с не засвеченных частей, и они ставились черными. Размножение таких снимков было невозможным.
Получение оптического стекла разных сортов и высокого качества способствовало разработке теории аберрации оптических систем Зейделем (I856 г.) и Ланге (I909 г.).
Столетовым А. Г. (1836-1896 г.г.) открыты причины возникновения фотоэлектрического эффекта и законы, которым он подчиняется.
В 1877 году изобретены пластинки с бромосеребряным светочувствительным слоем, что дало начало современней фотографии. В 1887 году изобретена фотопленка, что позволило братьям Люмьер в 1895 году впервые осуществить киносъемку.
ОП начинают широко применяться в военном деле (артиллерийские прицелы, дальномеры, навигационные приборы и др.).
В 20 веке оптическое приборостроение совершенствуется. Создается большое количество новых приборов. ОП стали применяться во всех областях науки и техники. Появляется новое направление в оптическом приборостроении - оптико-электронные приборы (ОЭП), в которых световая энергия преобразуется в электрическую и наоборот. Они дали возможность использовать невидимые для глаза части оптического излучения, а также в ряде случаев исключить глаз человека и автоматизировать процесс приема информации с помощью ОП. ОЭП значительна расширили область применения ОП, дали возможность повысить точность измерения, скорость обнаружения и т.п., т.е. исключить ряд ограничении, которые накладывает наше зрение на работу ОП.
Открытие советскими учеными Фабрикантом, Бутаевой и Вудинским молекулярного усиления электромагнитных воли и создание Басовым и Прохоровым молекулярного оптического квантового генератора сопровождается разработкой новой группы приборов с ОКГ.
В I948 году ученый Д. Габор предложил метод записи и восстановления волнового фронта, который назвал голографией (от греческого слова "гелос" ? весь). Голография позволила открыть новые пути для исследования в различных областях естествознания и совершенствования производственных процессов.
Оптическое приборостроение стало ведущей отраслью промышленности во всех высокоразвитых странах и ее развитие стало одним из факторов, определяющих промышленный, научный в культурный уровень развития страны.