Untitled LỊCH SỬ QUANG HỌC ��ầ������ thuvienvatly com L�ch s� Quang h c [ 1 ] uang học là ngành khoa học vật lí nghiên cứu nguồn gốc và sự truyền của ánh sáng, cách thức nó biến đổi, những hiệu ứng mà[.]
LỊCH SỬ QUANG HỌC ầ thuvienvatly.com học ngành khoa học vật lí nghiên cứu nguồn Q uang gốc truyền ánh sáng, cách thức biến đổi, hiệu ứng mà gây ra, tượng khác với Có hai ngành quang học Ngành quang lí nghiên cứu chất tính chất ánh sáng Ngành quang hình học khảo sát nguyên lí chi phối tính chất tạo ảnh thấu kính, gương, dụng cụ khác, thí dụ xử lí liệu quang học Tài liệu “Lịch sử Quang học” trình bày sơ nét kiện phát triển quan trọng ngành quang học từ thời tiền sử đầu kỉ thứ 21 Nó đề cập tới phát triển có liên quan lĩnh vực khác (thí dụ phát triển máy tính điện tử) cột mốc có liên quan giới quan nhân loại Thấu kính Layard L ch s Quang h c [ ] Từ thời tiền sử đến năm 999 sau Công nguyên Những trải nghiệm sớm loài người với ánh sáng quang học thuộc giới tự nhiên: ánh sáng mặt trời, lửa, tính chất phản xạ khúc xạ (bẻ cong ánh sáng) nước, tinh thể, số chất khác có mặt tự nhiên Lửa cơng cụ sớm tổ tiên lồi người đại sử dụng, có lẽ từ cách khoảng 1,4 triệu năm, có khả khơng sử dụng để thắp sáng vào ban đêm cách 500.000 năm Hồi 15.000 năm trước, loài người đốt chất béo dầu loại đèn để thắp sáng bóng đêm, dụng cụ nhân tạo dùng để tạo ánh sáng châu Phi, châu Á ngày quan tâm đến tượng quang học sử dụng chúng cho nhiều mục đích khác Bóng vật sử dụng để giải trí sân khấu Các kim loại tinh thể cải tạo định hình để khai thác tính chất phản xạ khúc xạ chúng dùng làm đồ trang trí trang sức Việc phát minh thủy tinh vào khoảng thời gian có lẽ tiếp sức tính chất quang bật Những đồ tạo tác cổ thủy tinh chuỗi hạt thủy tinh dĩ nhiên dùng làm đồ trang sức Vào năm 300 trước Công nguyên, vị học giả người Hi Lạp bắt đầu nghiên cứu thưởng ngoạn tượng quang học cách nghiêm túc, họ đề xuất lí thuyết giải thích nhìn, màu sắc, ánh sáng, tượng thiên văn Nhiều lí thuyết số hóa không đúng, chúng thật khai sinh ngành quang học Người ta tin Plato người trình bày rõ ràng lí thuyết phát xạ nhìn Lí thuyết chiếm ưu thiên niên kỉ thứ hai sau Công nguyên Nó cho mắt người chiếu tia sáng, kiểu đèn flash, rọi sáng vật phía trước mắt Khi có Đèn đốt dầu nguyên thủy làm từ vỏ động vật Các kết khảo cổ từ văn minh sơ khai, Austen Layard thực hồi kỉ 19, cho thấy vào năm 3000 trước Cơng ngun, lồi người Trung Đơng, [2] chặn “tia mắt”, kết bóng tối Ở phương tây, Euclid xứ Alexandria thực quan sát ghi nhận lại quang học ánh sáng Ông viết nghiên cứu có chiều sâu tượng ánh sáng nhìn thấy tác phẩm Optica mình, ơng nêu rõ định luật phản xạ ánh sáng từ bề mặt nhẵn Aristotle nghiên cứu chất nhìn, ơng khơng tán thành với lí thuyết tia phát từ mắt Cũng khoảng thời gian này, nhà toán học vĩ đại người Sicily, Archimedes, nghiên cứu phản xạ khúc xạ, tác phẩm ông bị thiêu hủy người La Mã đánh bại Syracuse Ý tưởng buồng tối, tiền thân camera, có khả phát sinh Hi Lạp cổ đại Về cửa sập ánh sáng xuyên qua lỗ nhỏ chiếu vào phịng hay hộp tối, nói chung khơng có hỗ trợ thấu kính Trong hàng trăm năm trời, nhà khoa học sử dụng buồng tối để quan sát nhật thực mà khơng gây hại cho mắt họ, nhà khoa học nghiệp dư công chúng sử dụng cho mục đích thời đại ngày Người La Mã có tiến quang học, Seneca, vị gia sư bạn thân Hoàng đế La Mã Nero, để ý đến tác dụng phóng to ảnh chất lỏng đựng bình suốt Theo sử sách Nero sử dụng thấu kính ngọc lục nhẵn để quan sát đấu sĩ chiến đấu Trong kỉ thứ hai sau Công nguyên, Ptolemy, nhà thiên văn học xứ Alexandria, Ai Cập, nghiên cứu viết lách nhiều chủ đề khoa học Đáng ý phát triển ông thuyết địa tâm hệ mặt trời, lí thuyết thắng nghìn năm sau Ơng cho in năm sách quang học, có cịn lưu lại đến thời đại Loạt sách dành riêng cho nghiên cứu màu sắc, phản xạ, khúc xạ, gương có hình dạng khác Việc thiết lập lí thuyết thí nghiệm, thường hậu thuẫn việc xây dựng thiết bị đặc biệt, đặc điểm trội tác phẩm Quang học Ptolemy Trước năm 1000 sau Cơng ngun, lịch sử cịn chứng kiến số tiến quang học khác Vị học giả người Arab tên Abu Ali Hasan Ibn al-Haitham thực nghiên cứu nghiêm túc thấu kính Basra (Iraq) Ơng nghiên cứu khúc xạ thấu kính, bác L ch s Quang h c [ ] bỏ định luật khúc xạ Ptolemy, tiến hành nghiên cứu phản xạ từ gương cầu gương parabol Các tác phẩm ông tác phẩm giải thích nhìn cách đắn, tượng ánh sáng vào mắt, tia sáng mắt phát T th i ti n s đ n năm 999 sau Cơng ngun 1,4 triệu năm tCN 12 000 năm tCN 000 năm tCN 900 – 600 tCN 423 tCN 400 – 300 tCN Bằng chứng sớm cho việc sử dụng lửa có điều khiển người tiền sử Những đèn đốt dầu Các văn hóa Trung Đông Châu Á bắt đầu nghiên cứu ánh sáng bóng đổ có khả khai thác tính chất chúng để giải trí Các văn minh châu Á sản xuất sử dụng gương Người Babylon chế tạo thấu kính lồi từ tinh thể, chúng có chất lượng phóng to khơng tốt, có lẽ chủ yếu chúng sử dụng làm đồ trang trí hiếu kì Tác gia người Hi Lạp Aristophanes viết hài kịch, Các đám mây, nhân vật sử dụng vật làm phản xạ tập trung tia sáng mặt trời, làm tan chảy tờ giấy nợ ghi miếng sáp Các học giả Hi Lạp tranh luận ánh sáng quang học: Plato đề xuất linh hồn nguồn gốc nhìn, với tia sáng phát từ mắt rọi sáng vật Democritus thực nỗ lực nhằm giải thích cảm nhận màu sắc theo hình dạng, kích thước, “độ gồ ghề” nguyên tử Euclid cơng bố Optica, ơng trình bày định luật phản xạ phát biểu ánh sáng truyền theo đường thẳng [4] 280 tCN 250 tCN – 100 sCN Aristotle tranh luận cảm nhận màu sắc, ơng khơng chấp nhận lí thuyết nhìn người dạng tia sáng phát từ mắt Người Ai Cập hoàn thành cơng trình xây dựng hải đăng giới, Pharos thành Alexandria, bảy kì quan giới nguyên mẫu hải đăng sau Có lẽ người Trung Quốc người sử dụng thấu kính quang, trường hợp sử dụng thấu kính sửa tật mắt ghi nhận xảy khoảng thời gian Đạo sĩ Shao Ong phát minh “kịch bóng”, bóng rối chiếu đổ lên ảnh mỏng Vở kịch bóng La Mã nhà thơ nhà tự nhiên học Lucretius sáng tác vào khoảng năm 65 tCN Nhà triết học La Mã Seneca mơ tả phóng đại vật nhìn qua cầu suốt chứa đầy nước Nero Claudius Caesar, Hoàng đế La Mã, sử dụng viên ngọc lục bảo mài nhẵn mặt để khắc phục tật cận thị ông quan sát đấu sĩ chiến đấu Các khai quật sau Pompeii Herculaneum thu lượm số thấu kính tinh thể thủy tinh thời kì 100 – 950 Hero (Alexandria) xuất tác phẩm mang tựa đề Catoptrica (Sự phản xạ) chứng minh góc phản xạ với góc tới Claudius Ptolemy (Alexandria) người đầu tiên, theo sử liệu, thu thập công bố liệu thực nghiệm quang học Ông quảng bá quan điểm cho nhìn phát sinh từ mắt Mặt trời quay xung quanh Trái đất Nhà khoa học người Trung Quốc Ting Huan khám phá chuyển động biểu kiến nhìn qua dịng đối lưu khơng khí nóng đèn tạo vào khoảng năm 180, nhà vật lí người Hi Lạp Galen bắt đầu nghiên cứu nhìn hai mắt khoảng thời gian L ch s Quang h c [ ] Năm 525, vị học giả nhà toán học người La Mã, Anicus Boethius, cố gắng xác định tốc độ ánh sáng, ơng bị chém đầu nỗ lực ông bị kết án phản quốc ma thuật 999 Nhà giả kim thuật người Arab Gerber quan sát tác dụng làm đen ánh sáng bạc nitrate vào khoảng năm 750 Trong 200 năm tiếp sau đó, nhà khoa học Arab Trung Quốc quan sát nhật nguyệt thực qua hiệu ứng buồng tối Vào kỉ thứ 10, Yu Chao Lung cho xây tháp nhỏ để quan sát ảnh qua lỗ nhỏ chiếu lên hứng, chứng minh phân kì chùm tia sáng sau qua lỗ nhỏ Alhazen, gọi Abu Ali Hasan Ibn al-Haitham (ở Iraq ngày nay), sử dụng gương cầu gương parabol để nghiên cứu quang sai cầu mang lại lời giải thích xác nhìn – mắt cảm nhận ánh sáng, khơng phát ánh sáng Alhazen cịn nghiên cứu phóng đại thu từ khúc xạ khí viết giải phẫu mắt người mơ tả thấu kính tạo ảnh võng mạc tác phẩm quang học tiếng ông, "Opticae Thesaurus" (Từ điển Quang học), đóng góp thật ngành quang học thiên niên kỉ thứ Ông sử dụng hiệu ứng buồng tối nghiên cứu nhật nguyệt thực, để ý ảnh xuất rõ ràng kích thước lỗ nhỏ [6] 1000-1599 Trong năm đầu thiên niên kỉ thứ hai, khoa học Arab phát triển nhanh chóng, đặc biệt nghiên cứu thiên văn học, quang học nhìn Các nghiên cứu quang học người Trung Quốc bật thời gian ngắn họ làm thí nghiệm với thấu kính, gương, bóng đổ, sau năm 1200 bị đình trệ Đá đọc sách kỉ thứ 13 Ở châu Âu trung đại, học giả trung thành tuyệt lời giáo huấn nhà triết học Hi Lạp cổ đại, đặc biệt Aristotle, giáo huấn Nhà thờ Thiên chúa giáo Khoa học xem q trình địi hỏi quan sát giới tự nhiên giải thích tư tưởng lí thần học xác Thực nghiệm khơng xem cần thiết để tìm hiểu giới hoạt động nào, giới xem nằm trung tâm vũ trụ bất biến Tuy nhiên, khoảng thời gian 600 năm thật chứng kiến đột phá quan trọng khoa học ngành quang học Quan điểm Hi Lạp cho mắt người phát tia sáng cuối bị bác bỏ mắt người hiểu xác phận cảm thụ ánh sáng Những thấu kính phóng đại hoạt động thật chế tạo vào năm 1200, vào năm 1400 thấu kính dùng làm kính đọc sách Người Trung Quốc chế tạo kính đeo mắt với thấu kính màu cịn sớm nữa, hiển nhiên dụng cụ dùng với mục đích trang sức, khơng phải khắc phục tật nhìn mắt Vào năm 1600, thấu kính chất lượng cao chế tạo dùng để sản xuất kính hiển vi kính thiên văn Vào nửa sau năm 1200, khoa học Arab Trung Hoa lụi tàn, châu Âu bắt đầu dần khỏi Thời kì Tăm tối Robert Grosseteste, giám mục học giả người Anh, giới thiệu dịch Latin tác phẩm triết học khoa học Hi L ch s Quang h c [ ] quay tròn xung quanh Các nhà khoa học thực quan sát giới riêng họ số người, Nicolas Copernicus, bắt đầu tin lí thuyết Ptolemy khơng thể giải thích quan sát họ Vào năm ông qua đời, 1543, Copernicus cho xuất tác phẩm giải thích lí thuyết nhật tâm ông, đặt Trái đất hành tinh khác quỹ đạo xung quanh Mặt trời Động thái khai sinh Cuộc cách mạng Khoa học, đến 150 năm sau giới quan mới hồn tồn chấp nhận lạp Arab với người châu Âu trung cổ Đáng ý ơng đề xuất lí thuyết xác thực cách kiểm tra tiên đốn thực nghiệm – chệch hướng thật khỏi triết học Aristotle khởi đầu phương pháp khoa học châu Âu Người học trị ơng, Roger Bacon, tiếp tục ủng hộ thực nghiệm ông cố gắng thuyết phục Giáo hội đưa phương pháp thực nghiệm vào hệ thống giáo dục, không thành công Năm 1572, nhà thiên văn Tycho Brahe quan sát siêu chịm Cassiopeia Việc nhìn thấy “ngôi mới” đột ngột xuất bầu trời, sáng dần lên, sau mờ dần khỏi tầm nhìn 18 tháng, gây cảm hứng khó hiểu nhà thiên văn học Ơng người khác bắt đầu nghi vấn quan niệm Aristotle vũ trụ hoàn hảo bất biến Kính hiển vi ghép Janssen (khoảng cuối năm 1500) Những năm 1400 1500 chứng kiến bắt đầu kết thúc giới quan Ptolemy, quan niệm xem Trái đất trung tâm vũ trụ, với mặt trời, ngơi sao, hành tinh [8] 1000 đ n 1599 1000-1199 Nhà triết học nhà vật lí Hồi giáo người Iran Ibn Sina (tên Latin Avicenna) nêu lí thuyết cảm nhận ánh sáng phát xạ từ nguồn sáng đó, tốc độ ánh sáng phải hữu hạn Nhà triết học, luật gia, bác sĩ người Tây Ban Nha gốc Arab Ibn Rushd (tên Latin Averroës), viết sách nói nhiều lĩnh vực quang học, từ thiên văn học đến tơn giáo, tích hợp truyền thống Hồi giáo với tư tưởng Hi Lạp cổ đại Trong hàng kỉ, tóm lược giải ông tác phẩm Aristotle Republic Plato có sức ảnh hưởng mạnh giới Hồi giáo lẫn châu Âu 1200-1250 Nhà triết học Trung Quốc Shen Kua viết Meng ch'i pi t'an (Mộng Hồ Luận), ơng trình bày gương lõm tiêu điểm Ông lưu ý ảnh phản xạ gương lõm bị lộn ngược, mô tả hiệu ứng buồng tối Người ta cịn kể lại ơng cho xây dựng cầu thiên thể đồng hồ mặt trời thiếc Robert Grosseteste, giám mục học giả người Anh, giới thiệu dịch tác phẩm triết học khoa học Hi Lạp Arab với châu Âu trung cổ Ông theo đuổi nghiên cứu hình học, quang học thiên văn học, làm thí nghiệm với gương thấu kính, chế tạo thấu kính thơ sơ có độ phóng đại thật Ơng đề xuất lí thuyết xác thực cách kiểm tra hệ với phương pháp thực nghiệm, chệch hướng đáng kể khỏi trường phái triết học Aristotle khởi đầu phương pháp khoa học giới phương Tây Trong tác phẩm ông thiên văn học, ông khẳng định Dải Ngân hà tập hợp ánh sáng phát từ nhiều nhỏ, gần Các học giả người Trung Quốc Chiang Khuei Fang Cheng đề cập tới tương tác chuyển động chiếu sáng tác phẩm thơ ca họ, Meng Liang Lu, húng L ch s Quang h c [ ]