Inleiding op de optica

Geschreven door Thomas In't Veld
Beoordeel dit item
(1 Stem)

De optica is de tak in de natuurkunde die vooral beschrijft hoe het licht zich gedraagt op macroscopische schaal. Deze wetenschap was vooral populair tot voor de ontdekking van de quantummechanica, die het licht en andere energierijke of -arme deeltjes op microscopisch niveau beschrijft.

De optica beschrijft meestal het gedrag van zichtbaar, infrarood en ultraviolet licht. Omdat licht echter een elektromagnetische golf is, zullen er zich analoge verschijnselen voordoen in het gebied van de X-stralen, microgolven, radiostraling en andere vormen van elektromagnetische straling. Optica kan dus eigenlijk als een specialisatie beschouwd worden van het elektromagnetisme. Sommige optische fenomenen hebben echter te maken met de quantum natuur van het licht en zijn dus alleen verklaarbaar met de quantummechanica. Gelukkig worden de meeste optische verschijnselen echter perfect beschreven door de elektromagnetische natuur van het licht, opgenomen in de wetten van Maxwell.

Optica als aparte tak binnen de natuurkunde wordt echter vaak apart bekeken dan de rest van de fysica. Het heeft zijn eigen identiteit, gemeenschappen en conferenties. Het pure wetenschaps gedeelte binnen de optica wordt vaak 'optical sciences' of 'optical physics' genoemd. Toegepaste optische wetenschappen staan dan weer bekend onder de noemer 'optical engineering'.

Doordat de optica zeer veel wordt toegepast in onze 'echte' wereld, lopen de vakgebieden van optical science en optical engineering nogal samen. De wetenschappelijke kant wordt voor veel ingenieurswetenschappen gebruikt (elektriciteit), maar ook in de fysica, de psychologie, de geneeskunde, en anderen.

Klassieke Optica

Voordat Planck suggereerde dat het licht uit quanta bestaat, bestond de optica eigenlijk vooral uit de toepassing van het elektromagnetisme en haar voorspellingen voor het licht. In de klassieke optica kreeg men zo 2 takken: geometrische en fysische optica.

Geometrische optica beschrijft het licht in termen van 'stralen'. Die stralen worden vervormd op het raakvlak van twee ongelijke media, en worden verbogen in een medium waar de zgn verbuigingsindex (de waarde die de stof krijgt die aangeeft hoezeer een lichtstraal wordt verbogen) een functie is van de positie. De 'straal' in de geometrische optica is een abstract begrip, dat eigenlijk de golfbeweging van het licht voorsteld. Geometrische optica voorziet dan wel regels om deze stralen te beschrijven, maar toch is dit een sterke versimpeling van de werkelijkheid en biedt bijvoorbeeld geen verklaring voor optische effecten die op de golfbeweging van het licht steunen.

Fysische optica daarintegen probeert de voorplanting van complexe golfbewegingen te modelleren. Deze modellen zorgen voor vrij tot zeer correcte weergave van de werkelijkheid, toegepast bijvoorbeeld voor lasers. Deze theoriën hebben dus wel een zeer degelijke verklaring voor de eerder vermelde optische verschijnselen die vooral met golfmodellen verklaarbaar zijn.

Meer in deze categorie: De Wetten van Kepler »

Dit gebeurde vandaag in 2001

Het gebeurde toen

Vanop de Cape Canaveral lanceerbasis wordt de Amerikaanse Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) satelliet in de ruimte gebracht. WMAP bereikte op 1 oktober 2001 zijn observatiepositie op Lagrangepunt 2 (L2) waarna het ruimtetuig begon met temperatuurfluctuaties van de kosmische achtergrondstraling in kaart te brengen. Dankzij WMAP kwamen de wetenschappers er verder achter dat de eerste sterren eerder waren ontstaan dan gedacht: 200 miljoen jaar na de oerknal. Foto: NASA

Ontdek meer gebeurtenissen

Messier 87

Messier 87
Messier 87 is een gigantisch elliptisch sterrenstelsel dat deel uit maakt van de bekende Virgocluster. Het sterrenstelsel is van het type E0-E1, zo goed als bolvormig. Messier 87 is wellicht…
Lees meer...

Steun Spacepage!

Deze website wordt aan onze bezoekers blijvend gratis aangeboden maar om de hoge kosten om de site online te houden te drukken moeten we wel het nodige budget kunnen verzamelen. Ook jij kunt uw bijdrage leveren door ons te ondersteunen met uw donatie zodat we u blijvend kunnen voorzien van het laatste nieuws en artikelen boordevol informatie.

80%

Sociale netwerken