2. Օպտիկա, ֆիզիկայի բաժին է, որն ուսումնասիրում է լույսի բնույթը, առաքման և կլանման
օրենքները, տարածումը տարբեր միջավայրերում, ինչպես նաև նյութի հետ լույսի
փոխազդեցության ժամանակ առաջացող երևույթները։
Օպտիկական երևույթները մարդկությանը հետաքրքրել են շատ վաղուց, սակայն օպտիկայի
տեսության սկիզբը պետք է համարել 17-րդ դարը:
Սկզբնական շրջանում օպտիկան սահմանափակվում էր էլէկտրամագնիսական ալիքների
սպեկտորի տեսանելի մասով։ Ժամանակակից օպտիկան ուսումնասիրում է
էլեկտրամագնիսական ալիքների սպեկտորի ինչպես տեսանելի, այնպես էլ նրան հարող
ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր տիրույթները։։
3. Օպտիկական երևույթների մի մեծ խումբ կարելի է քննարկել առանց լույսի ալիքային
բնույթը հաշվի առնելու, ընդունելով, որ լուսային էներգիան փոխանցվում է
ճառագայթի երկայնքով։ Այս պատկերացումը և լույսի անդրադարձման ու բեկման
օրենքները միասին կազմում են երկրաչափական օպտիկայի հիմքը։
Օպտիկայի կարևորագույն բաժիններից է սպեկտրոսկոպիան, որն զբաղվում է ինչպես
ատոմների և մոլեկուլների կլանման ու ճառագայթման, այպես էլ կոմբինացիոն ցրման
սպեկտրների ուսումնասիրությամբ։ Օպտիկական չափումները, ուսումնասիրման
մեթոդները և գործիքները լայն կիրառություն ունեն կյանքի ամենատարբեր
ոլորտներում, թե գիտական և թե գործնական խնդիրների լուծման համար։ Լույսի
արագության որոշման փորձերը վակուումում և տարբեր միջավայրերում էական
նշանակություն են ունեցել հարաբերականության հատուկ տեսոջթյան զարգացման
համար։
4. Օպտիկայի հիմնական օրենքները
Օպտիկայի զարգացման հենց սկզբնական շրջանում փորձով
հաստատված են եղել օպտիկական երևույթների հետևյալ չորս
հիմնական օրենքները՝
1. Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը։
2. Լուսային փնջերի անկախության օրենքը։
3. Հայելային մակերևույթից լույսի անդրադարձման օրենքը։
4. Երկու թափանցիկ միջավայրերի սահմանում լույսի բեկման
օրենքը։
Այս օրենքների հետագա ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, նախ,
որ դրանք շատ ավելի խոր բնույթ ունեն, քան կարող է թվալ
առաջին հայացքից, և, երկրորդ, որ այդ օրենքների կիրառությունը
սահմանափակ է, և որ դրանք միայն մոտավոր օրենքներ են։
Հիմնական օպտիկական օրենքների կիրառելիության
պայմանների և սահմանների սահմանումը նշանակում էր կարևոր
առաջադիմություն լույսի բնույթի ուսումնասիրության մեջ։ Այդ
օրենքների էությունը հանգում է հետևյալին։
5. Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը
Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը կարելի է համարել
փորձով հաստատուն սահմանված։ Նա ունի շատ խոր
իմաստ, որովհետև, ըստ երևույթին, ուղիղ գծի
հասկացությունը ծագել է օպտիկական դիտումներից։
Ուղիղ գծի երկրաչափական հասկացությունը որպես
ամենակարճ հեռավորությունը երկու կետերի միջև,
հասկացություն է այն գծի մասին, որով լույսը
տարածվում է համասեռ միջավայրում։ Սրանից է
առաջացել անհիշելի ժամանակներից օգտագործվող
լեկալի կամ շինվածքի ուղղագիծ լինելու ստուգումը
տեսողության ճառագայթի միջոցով։ Նկարագրված
երևույթի ավելի մանրազնին ուսումնասիրությունը ցույց
է տալիս, որ ուղղագիծ տարածվելու օրենքը իր ուժը
կորցնում է, երբ գործ ունենք շատ փոքր անցքերի հետ։
6. Լուսային փնջերի անկախության օրենքը
Լուսային հոսքը կարելի է բաժանել առանձին
լուսային փնջերի, անջատելով դրնաք իրարից,
օրինակ, դիաֆրագմայի միջոցով։ Այդ
առանձնացված լուսային փնջերի
գործողություններն անկախ են, այսինքն առանձին
փնջով կատարված էֆեկտը կախում չունի
նրանից՝ ազդում են արդյոք միաժամանակ մյուս
փնջերը, թե ոչ։ Այսպես, օրինակ, եթե
լուսանկարչական ապարատի օբյեկտիվի մեջ մի
լայնատարած լանդշաֆտից ճառագայթներ են
ընկնում, ապա փակելով լուսային փնջերի մի
մասի մուտքը մենք չենք փոխի մյուս փնջերով
տրված պատկերը։
7. Լույսի անդրադարձման օրենքը
Ընկնող ճառագայթը, անդրադարձնող
մակերևույթի նորմալը և անդրադարձած
ճառագայթը մի հարթությունում են գտնվում
ընդ որում ճառագայթենրով և նորմալով
կազմված անկյունները իրար հավասար են՝ i
անկման անկյունը հավասար է r
անդրադարձման անկյանը։
Այս օրենքը նույնպես հիշատակվում է
Էվկլիդեսի «Օպտիկա»-ում։ Այս օրենքի
սահմանումը կապված է ողորկ մետաղական
մակերևույթների (հայելիների) օգտագործման
հետ, որը հայտնի էր հնագույն
ժամանակներում։
8. Լույսի բեկման օրենքը
Ընկնող ճառագայթը և բեկված ճառագայթը բաժանման
սահմանի նորմալի հետ գտնվում են միևնույն
հարթության վրա։ Անկման i անկյունը և բեկման r
անկյունը կապված են, առնչությամբ, որտեղ n-ը
անկյունների մեծություններից անկախ մի հաստատուն
է։ n մեծությունը՝ բեկման ցուցիչը, որոշվում է այն երկու
միջավայրերի հատկություններով, որոնց բաժանման
սահմանով անցնում է լույսը և կախում ունի նաև
ճառագայթը գույնից։Սակայն Պտղոմեոսի չափումները
վերաբերում էին համեմատաբար փոքր անկյուններին։
Այդ պատճառով Պտղոմեոսը հանգեց այն սխալ
եզրակացության, որ բեկման անկյունը համեմատական
է անկման անկյանը։ Շատ ավելի ուշ (մոտ 1000 թ.)
արաբական լուսագետ Ալհազենը (Ալհայթամ)
հայտնաբերեց, որ անկման և բեկման անկյունների
հարաբերությունը հաստատուն չի մնում, սակայն նա
օրենքի ճիշտ արտահայտությունը տալ չկարողացավ։
