Verbum

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

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

РА́МАНА ЭФЕ́КТ,

тое, што камбінацыйнае рассеянне святла.

т. 13, с. 290

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

ПРЫ́ЗМА АПТЫ́ЧНАЯ,

цела, абмежаванае плоскімі паверхнямі і празрыстае для аптычнага выпрамянення (святла) у пэўным інтэрвале частот (даўжынь хваль). Бывае дысперсійная (спектральная), адбівальная і палярызацыйная.

Дысперсійная П.а. прызначана для прасторавага раздзялення прамянёў з рознымі даўжынямі хваль. Яе дзеянне заснавана на залежнасці пераламлення паказчыка ад даўжыні хвалі святла (гл. Дысперсія святла). Адбівальная П.а. прызначана для змены напрамку светлавога пучка. Характэрная асаблівасць — святло ўнутры П.а. паслядоўна адбіваецца ад адной ці некалькіх яе граней і ў большасці выпадкаў гэта поўнае ўнутранае адбіццё. Выкарыстоўваецца ў аптычных сістэмах для змяншэння іх падоўжных памераў. Палярызацыйная П.а. служыць для атрымання плоскапалярызаванага святла (гл. Палярызацыя святла). Складаецца з 2 ці 3 трохгранных прызмаў, з якіх 1 (ці больш) зроблена з аптычна анізатропнага крышталю; складальныя склейваюць (канадскім бальзамам, гліцэрынай, рыцынай і інш.), часам яны раздзелены паветр. прамежкам. Святло падае на нахіленую мяжу падзелу двух асяроддзяў так, што ўмовы пераламлення для звычайнага і незвычайнага прамянёў (гл. Падвойнае праменепераламленне) розныя. У залежнасці ад асаблівасцей будовы П.а. могуць даваць 1 ці 2 выхадныя пучкі святла, палярызаваныя ва ўзаемна перпендыкулярных плоскасцях. Выкарыстоўваюцца як палярызатары і аналізатары.

В.​В.​Валяўка.

т. 13, с. 66

АРЭО́Л (французскае auréole ад лацінскага corona aureola залаты вянок),

1) у фатаграфіі неаднастайнае пачарненне на негатыве вакол відарысу блішчастых або надзвычай кантрастных дэталяў аб’ектаў. Утвараецца прамянямі святла, рассеянага на мікракрышталях галоіднага серабра ў фотаслоі, а таксама прамянямі, якія прайшлі праз фотаслой і адбіліся ад глянцавай асновы фотаматэрыялу. Для змяншэння арэолу на які-небудзь бок гэтай асновы наносяць проціарэольны слой святлопаглынальнага рэчыва.

2) У оптыцы — светлавы фон вакол відарысу крыніцы аптычнага выпрамянення пры назіранні вокам або рэгістрацыі прыёмнікам святла. Выяўляецца пры рассеянні святла на малыя вуглы часціцамі асяроддзя, праз якое праходзіць святло. Істотна ўплывае на раздзяляльную здольнасць фатаграфічных матэрыялаў і люмінесцэнтных экранаў.

т. 2, с. 14

НАТУРА́ЛЬНАЕ СВЯТЛО́, непалярызаванае святло,

аптычнае выпрамяненне з хуткімі і хаатычнымі зменамі напрамку вектара напружанасці эл.-магн. поля. Мае восевую сіметрыю адносна напрамку распаўсюджвання. Прамое сонечнае святло блізкае да Н.с.

Святло, выпрамененае асобным цэнтрам выпрамянення (напр., атамам, малекулай), лінейна палярызаванае і захоўвае такі стан на працягу 10​⁻⁸с (ці менш, што вынікае з назіранняў інтэрферэнцыі пры вял. рознасці ходу). У наступным акце выпрамянення святло можа мець іншы напрамак палярызацыі Многія натуральныя крыніцы святла (напр., напаленыя целы, святлівыя газы) выпрамяняюць часткова палярызаванае святло, што тлумачыцца праходжаннем святла з глыбінных слаёў і ад крыніцы да назіральніка праз асяроддзе (палярызацыя пры адбіцці і рассейванні святла, дыхраізм асяроддзя і інш.).

т. 11, с. 208

АСТРАСПЕКТРО́ГРАФ,

прылада для рэгістравання спектраў выпрамянення нябесных целаў. Устанаўліваецца ў фокусе тэлескопа. Канструкцыя сістэмы тэлескоп — астраспектрограф робіцца жорсткай, каб пазбегнуць зрушэння відарыса. Спектральнае раскладанне святла атрымліваюць пры дапамозе прызмы аптычнай, дыфракцыйнай рашоткі. Спектр фатаграфуюць або рэгіструюць фотаэлектрычнымі прыёмнікамі святла. Астраспектрограф дае магчымасць вызначаць хім. састаў нябесных целаў, скорасць іх руху ўздоўж праменя зроку, наяўнасць магн. поля і інш.

т. 2, с. 53

ГЮ́ЙГЕНСА—ФРЭНЕ́ЛЯ ПРЫ́НЦЫП,

асноўны прынцып хвалевай оптыкі, які дае магчымасць вызначаць амплітуду (інтэнсіўнасць) хвалі ў кожным пункце, калі вядомыя яе амплітуда і фаза на якой-н. адвольнай паверхні. Першапачаткова сфармуляваны К.Гюйгенсам (1690), развіты з улікам інтэрферэнцыі А.Ж.Фрэнелем (1818), строгую матэм. фармулёўку Гюйгенса—Фрэнеля прынцыпу даў Г.Р.Кірхгоф (1882).

Паводле Гюйгенса—Фрэнеля прынцыпу кожны пункт хвалевай паверхні (фронту хвалі), якой у дадзены момант дасягнула светлавая хваля, з’яўляецца цэнтрам другасных (фіктыўных) кагерэнтных хваль, агінальная якіх у кожны наступны момант часу вызначае новую хвалевую паверхню. Інтэнсіўнасць святла ў пункце назірання вызначаецца вынікам інтэрферэнцыі другасных хваль. Пры гэтым амплітуда другасных хваль залежыць ад вугла паміж нармаллю да хвалевай паверхні ў цэнтры другаснай хвалі і напрамкам на пункт назірання. Гюйгенса—Фрэнеля прынцып выкарыстоўваецца пры рашэнні дыфракцыйных задач. Гл. таксама Дыфракцыя святла, Інтэрферэнцыя святла.

А.​І.​Болсун.

т. 5, с. 554