Verbum

НЕЛІНЕ́ЙНАЯ О́ПТЫКА,

раздзел оптыкі, які вывучае распаўсюджванне магутных светлавых пучкоў у рэчыве з улікам нелінейнай залежнасці аптычных характарыстык асяроддзя ад напружанасці эл. і магн. палёў светлавых хваль. З’явы Н.о. выкарыстоўваюцца для змены частаты, накіраванасці і інш. параметраў светлавых патокаў, а таксама для вывучэння многіх характарыстык рэчываў і працэсаў.

Існаванне нелінейных аптычных з’яў адзначыў С.І.Вавілаў (1923); у 1926 ім (разам з В.​Л.​Лёўшыным) выяўлена змяншэнне паглынання святла уранавым шклом пры павелічэнні інтэнсіўнасці святла. Інтэнсіўнае развіццё Н.о. пачалося пасля стварэння лазераў. Да з’яў Н.о. належаць: генерацыя святла з кратнымі, сумарнымі і рознаснымі частотамі; вымушаныя камбінацыйнае, цеплавое і інш. рассеянні; многафатонныя пераходы; прасвятленне ці зацямненне асяроддзя; самафакусіроўка або самадэфакусіроўка патокаў святла, уздзеянне адных светлавых патокаў у рэчыве на другія і інш. Генерацыя гармонік і святла з сумарнымі (ці рознаснымі) частотамі, а таксама вымушаныя рассеянні выкарыстоўваюцца для змены частаты лазернага выпрамянення; прасвятленне асяроддзя — для кіравання працягласцю лазерных імпульсаў шляхам змен страт рэзанатара і фазавай сінхранізацыі яго ўласных ваганняў; двух- (ці больш) фатоннае паглынанне і генерацыя гармонік — у прыладах для вымярэння працягласці імпульсаў і карэляцыйных функцый лазерных патокаў святла.

На Беларусі даследаванні па Н.о. распачаты ў 1956 у Ін-це фізікі Нац. АН пад кіраўніцтвам Б.І.Сцяпанава і праводзяцца ў розных ін-тах Нац. АН і ун-тах.

Літ.:

Бломберген Н. Нелинейная оптика: Пер. с англ. М., 1966;

Апанасевич П.А. Основы теории взаимодействия света с веществом. Мн., 1977.

П.​А.​Апанасевіч.

т. 11, с. 280

І́МПУЛЬСНАЯ ЛЯ́МПА,

від газаразрадных крыніц святла з кароткачасовымі светлавымі імпульсамі (успышкамі) высокай інтэнсіўнасці. Дзеянне Іл. заснавана на свячэнні плазмы пры іскравым разрадзе кандэнсатара ў інертным газе або пры згаранні алюм. ці магніевай фольгі ў кіслародзе. У адрозненне ад крыніц святла неперарыўнага дзеяння мае больш высокую т-ру плазмы (да 30 000 K) і большую шчыльнасць току, у выніку чаго пікавая яркасць дасягае 3∙10​¹¹ кд/м², сіла святла — 10​⁸ кд. Выкарыстоўваецца для фота- і кіназдымкі Лямпа-ўспышка), аптычнай лакацыі, светлавой сігналізацыі, аптычнай напампоўкі лазераў, у аўтаматыцы і тэлемеханіцы і інш.

т. 7, с. 215

МІЖЗО́РНАЕ ПАГЛЫНА́ННЕ,

аслабленне святла пры праходжанні ў міжзорным асяроддзі. Абумоўлена рассеяннем і паглынаннем святла пылавымі часцінкамі і ў бачнай вобласці спектра залежыць ад даўжыні хвалі λ прыкладна як ​¹/_λ. Важная ўласцівасць М.п. — яго выбіральнасць (залежнасць паглынання ад даўжыні хвалі святла — паглынанне павялічваецца да сіняй часткі спектра). Таму далёкія зоркі выглядаюць больш чырвонымі. Пылавая матэрыя размеркавана нераўнамерна: канцэнтруецца да плоскасці Галактыкі і асабліва да яе спіральных рукавоў. У галактычнай плоскасці М.п. рознае ў розных напрамках і мяняецца ад некалькіх дзесяткаў да некалькіх зорных велічынь ад адлегласці ў 1 КПС.

А.​А.​Шымбалёў.

т. 10, с. 336

О́ПТЫКА РАССЕ́ЙВАЛЬНЫХ АСЯРО́ДДЗЯЎ,

раздзел фіз. оптыкі, які вывучае распаўсюджванне светлавых хваль у дысперсных сістэмах, аснова метадаў вызначэння структуры рэчыва па характарыстыках рассеяння святла.

Праблемы распаўсюджвання выпрамянення ў рассейвальных асяроддзях праяўляюцца ў касм. маштабах Сусвету і на атамарным узроўні. Рассеянне святла ў дысперсных сістэмах (напр., у атмасферы, акіяне, біял. тканках) абумоўлена аптычнымі неаднастайнасцямі асяроддзя (яго камплексным паказчыкам пераламлення) і ўзнікае за кошт іншародных часцінак у асяроддзі (напр., у аэразолях, дымах, суспензіях, эмульсіях, на пабочных уключэннях крышталяў). У інш. выпадках асяроддзе не мае пабочных украпін, а змены паказчыка пераламлення вынікаюць з флуктуацый шчыльнасці рэчыва. Даследуюцца аб’екты з высокай канцэнтрацыяй цэнтраў рассейвання (напр., снег, біял. тканкі, дысперсійныя фільтры, фотаматэрыялы), якія адрозніваюцца частковай упарадкаванасцю часцінак і праяўленнем хвалевых уласцівасцей святла. На вывучэнні рассеяння святла на неаднастайнасцях у газах, вадкасцях і цвёрдых целах заснаваны метады нефеламетрыі і ультрамікраскапіі (гл. Ультрамікраскоп).

На Беларусі даследаванні па праблемах О.р.а. праводзяцца з сярэдзіны 1950-х г. у Ін-це фізікі, пазней у Ін-це прыкладной оптыкі Нац. АН (г. Магілёў). Створаны цвердацелыя дысперсійныя фільтры, распрацаваны спосабы мадэліравання пераносу святла ў мутных асяроддзях адвольнага паходжання. Створана прыкладная тэорыя пераносу, якая апісвае распаўсюджванне святла ў натуральных асяроддзях ад накіраваных, вузкіх, імпульсных, палярызаваных і інш. крыніц святла. Распрацаваны метады рашэння адваротных задач тэорыі рассеяння, метады вызначэння аптычных і мікраструктурных характарыстык асяроддзяў, у т. л. біял. аб’ектаў, люмінесцэнтных экранаў, фатагр. і вадкакрышталічных слаёў.

Літ.:

Иванов А.П. Оптика рассеивающих сред. Мн., 1969;

Пришивалко А.П., Бабенко В.А., Кузьмин В.Н. Рассеяние и поглощение света неоднородными и анизотропными сферическими частицами. Мн., 1984;

Зеге Э.П., Иванов А.П., Кацев И.Л. Перенос изображения в рассеивающей среде. Мн., 1985;

Иванов А.П., Лойко В.А., Дик В.П. Распространение света в плотноупакованных дисперсных средах. Мн., 1988.

А.​П.​Іваноў.

т. 11, с. 443

АПТРО́Н,

прылада, якая складаецца з крыніцы святла (святловыпрамяняльны дыёд), аптычна спалучанай з прыёмнікам святла (фотарэзістар, фотадыёд, фотатранзістар і інш.). Элементы аптрона змешчаны ў агульным корпусе, алегарычна ізаляваны. У аптроне выконваецца прамое і адваротнае электронна-аптычнае пераўтварэнне. Выкарыстоўваецца для сувязі паміж асобнымі вузламі электронных прылад, напр. у выліч. і вымяральнай тэхніцы і аўтаматыцы.

т. 1, с. 436

О́ПТЫКА (ад грэч. optike навука аб зрокавым успрыманні),

раздзел фізікі, які вывучае заканамернасці выпрамянення, распаўсюджвання і ўзаемадзеяння з рознымі аб’ектамі эл.-магн. выпрамянення бачнага, ультрафіялетавага і інфрачырвонага дыяпазонаў даўжынь хваль.

О. — адна са старажытнейшых навук, цесна звязаная з патрэбамі практыкі на ўсіх этапах развіцця. Прамалінейнасць распаўсюджвання святла была вядома ў Месапатаміі за 5 тыс. г. да н.э. і выкарыстоўвалася ў Стараж. Егіпце пры буд. работах. Піфагор (6 ст. да н.э.) меў блізкі да сучаснага пункт гледжання, што целы становяцца бачнымі з-за выпрамянення імі пэўных часцінак. Арыстоцель (4 ст. да н.э.) меркаваў, што святло ёсць узбуджэнне асяроддзя паміж аб’ектам і вокам, у школе яго сучасніка Платона сфармуляваны важнейшыя законы геаметрычнай оптыкі. Эўклід (3 ст. да н.э.) разглядаў узнікненне аптычных відарысаў пры адбіцці ад люстэркаў. Хвалевая оптыка пачала развівацца ў 17 ст. пасля прац Р.Гука і К.Гюйгенса, якія далі першыя хвалевыя тлумачэнні (аналагічныя тлумачэнням акустычных хваль) многім законам О. Святло разглядалася як імгненная перадача ціску з дапамогай «эфіру». Аднак прамалінейнае распаўсюджванне і палярызацыя святла не знайшлі тлумачэння з пазіцый хвалевых аналогій святла і гуку, што прывяло І.Ньютана да развіцця карпускулярных уяўленняў. Святло разглядалася ім як паток карпускул — часцінак, падобных да пругкіх шарыкаў. Карпускулярныя і хвалевыя тэорыі святла развіваліся і надалей і напераменна дамінавалі ў навуцы. Развіццё сучаснай О. звязана з працамі Т.Юнга, А.​Ж.​Фрэнеля, Д.Ф.Араго (з’явы інтэрферэнцыі, дыфракцыі і прамалінейнага распаўсюджвання святла растлумачаны з хвалевых пазіцый), М.Фарадэя (выяўлена ўзаемасувязь паміж аптычнымі і эл. з’явамі, 1846), Дж.К.Максвела (устаноўлена эл.-магн. прырода святла, 1865), П.М.Лебедзева (ціск святла, 1899), А.Р.Сталетава (фотаэфект, 1888—90), Х.А.Лорэнца (электронная тэорыя святла і рэчыва, 1896), М.Планка (гіпотэза квантаў, 1900) і інш. Барацьба двух пунктаў гледжання на прыроду святла прывяла да сінтэзу абодвух уяўленняў (гл. Карпускулярна-хвалевы дуалізм). Доследы А.І.​Л.​Фізо і А.А.Майкельсана прывялі да стварэння спец. адноснасці тэорыі.

Тэарэт. аснова апісання аптычных з’яў — Максвела ўраўненні для вектараў эл. і магн. напружанасцей светлавога поля ў матэрыяльным асяроддзі. Пры рашэнні канкрэтных аптычных задач карыстаюцца рознымі мадэлямі і набліжэннямі, а таксама ўяўленнямі і прынцыпамі, многія з якіх устаноўлены да адкрыцця эл.-магн. прыроды святла. На аснове законаў геам. оптыкі вырашаюцца пытанні асвятлення аб’ектаў і памяшканняў (гл. Святлатэхніка), распаўсюджвання святла ў аптычных прыладах, у т. л. ў воку, пераносу энергіі з дапамогай светлавых патокаў і інш. Шэраг задач фотаметрыі вырашаецца з улікам заканамернасцей успрымання чалавечым вокам святла і яго асобных колеравых складальных. Такія заканамернасці вывучае фізіялагічная О., якая цесна змыкаецца з біяфізікай і псіхалогіяй, даследуе зрокавы аналізатар (ад вока да кары галаўнога мозга) і механізмы зроку. Фізічная оптыка вывучае праблемы, звязаныя з прыродай святла і светлавых з’яў. Папярочнасць эл.-магн. хваль вынікае з эксперым. даследаванняў дыфракцыі святла, інтэрферэнцыі святла, палярызацыі святла і распаўсюджвання яго ў анізатропных асяроддзях (гл. Оптыка анізатропных асяроддзяў, Крышталяоптыка). Хвалевая оптыка вывучае сукупнасць з’яў, дзе выяўляецца хвалевая прырода святла. Паводле яе прынцыпаў светлавое поле ў любым пункце ўяўляе сабой суму хваль, якія прыйшлі з інш. пунктаў, і складанне адбываецца з улікам іх амплітуд, фаз і палярызацый. Уплыў асяроддзя на светлавое поле ўлічваецца з дапамогай паказчыка пераламлення, каэфіцыента паглынання (ці ўзмацнення), а таксама тэнзараў дыэл. і магн. пранікальнасцей. Разам з развіццём атамна-малекулярных уяўленняў аб структуры рэчыва развівалася малекулярная оптыка, у межах якой аптычныя параметры асяроддзя вызначаюцца на аснове ўліку рэакцыі (водгуку) элементаў яго мікраструктуры (атамаў, малекул і інш.) на ўздзеянне светлавога поля. У выніку ўстанаўліваецца іх залежнасць ад частот і сіл асцылятараў квантавых пераходаў часцінак асяроддзя, іх шчыльнасці і характарыстык узаемадзеяння паміж імі, часу рэлаксацыі розных працэсаў і інш. Па выніках аптычных вымярэнняў выяўляецца інфармацыя аб мікраструктуры асяроддзяў і працэсах, што працякаюць у іх (гл. Спектраскапія). Пасля стварэння лазераў працэсы распаўсюджвання светлавых патокаў у асяроддзі разглядаюцца з пазіцый нелінейнай оптыкі. Выпрамяненне святла адбываецца пры пераходах часцінак рэчыва (атамаў, малекул, іонаў і інш.) з узроўняў з больш высокай энергіяй на энергетычна больш нізкія ўзроўні (спантанна ці вымушана; гл. Вымушанае выпрамяненне, Лазерная фізіка). Паглынанне наадварот — з больш нізкіх узроўняў на больш высокія. У гэтых працэсах выяўляецца квантавая прырода святла, яго фатонная структура. У нялазерных крыніцах святла выпрамяненне спантаннае і такія пераходы ў розных часцінках адбываюцца незалежна адзін ад аднаго, што выяўляецца ў малых кагерэнтнасці і монахраматычнасці, а таксама ў адсутнасці рэзка выражанай накіраванасці выпрамянення. Аптычнае выпрамяненне цеплавых крыніц (Сонца, зоркі, полымя, лямпы напальвання і інш.) з’яўляецца часткай іх цеплавога выпрамянення. Свячэнне, выкліканае інш. фактарамі (не цеплавымі), наз. люмінесцэнцыяй. Праходжанне святла праз асяроддзі суправаджаецца яго рассеяннем на неаднастайнасцях і флуктуацыях іх структуры (гл. Оптыка рассейвальных асяроддзяў, Рассеянне святла), выклікае розныя фіз. (напр., награванне, фоталюмінесцэнцыю, фотаэфект, іанізацыю атамаў і малекул), хім. (гл. Фотахімія, Фатаграфія, Фотабіялогія), мех. (напр., тармажэнне ці паскарэнне часцінак, іх захоп) і інш. з’явы і працэсы. Аптычныя з’явы і метады даследаванняў выкарыстоўваюцца для рашэння навук. і практычных задач. Напр., з дапамогай вока чалавек атрымлівае асн. аб’ём інфармацыі аб навакольным свеце, у т. л. запісанай на розных носьбітах (кнігі, фотаздымкі, відэадыскі, касеты). Карэкцыя зроку, павелічэнне яго далёкасці і раздзяляльнай здольнасці праводзяцца з дапамогай розных аптычных прылад (акуляры, біноклі, тэлескопы, мікраскопы). Развіццё тэхнікі асвятлення, удасканаленне крыніц святла, сродкаў запісу, счытвання, перадачы і захоўвання інфармацыі, аптычных метадаў даследаванняў, вывучэння будовы і хім. саставу рэчыва, апрацоўкі матэрыялаў, у т. л. з дапамогай лазернай тэхнікі, і інш. абумоўлена паглыбленнем ведаў аб законах распаўсюджвання святла і яго ўзаемадзеяння з рэчывам, а таксама развіццём і ўдасканаленнем аптычных прылад.

На Беларусі даследаванні ў галіне О. пачаты ў канцы 1940-х г. у БДУ, праводзяцца таксама ў Ін-це фізікі, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі, Ін-це прыкладной оптыкі, Аддзеле аптычных праблем інфарматыкі Нац. АН, БПА, Гомельскім і Гродзенскім ун-тах і інш. Асн. кірункі даследаванняў: распрацоўка і стварэнне новых лазерных сістэм, вывучэнне заканамернасцей узаемадзеяння лазернага выпрамянення з рознымі асяроддзямі, выкарыстанне лазераў у біялогіі, медыцыне і прамысл. тэхналогіях, распрацоўка апаратуры для лазернага зандзіравання і авіякасм. спектраметрыравання і інш. У Мінску выдаецца міжнар. часопіс «Журнал прикладной спектроскопии».

Літ.:

Федоров Ф.И. Оптика анизотропных сред. Мн., 1958;

Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М., 1962;

Иванов А.П. Оптика рассеивающих сред. Мн., 1969;

Борн М., Вольф Э. Основы оптики: Пер. с англ. 2 изд. М., 1973;

Ландсберг Г.С. Оптика. 5 изд. М., 1976;

Апанасевич П.А. Основы теории взаимодействия света с веществом. Мн., 1977;

Степанов Б.И. Введение в современную оптику. [Т. 1—4]. Мн., 1989—91.

П.​А.​Апанасевіч.

т. 11, с. 442