Optik Giriş - Hecht - Küçük PDF

Summary

Bu doküman, optik biliminin tarihsel gelişimini kapsamlı bir şekilde ele alıyor. Optik biliminin temel kavramlarından yansıma ve kırılma optiği ile ışığın dalga ve kuantum teorilerine kadar geniş bir yelpazede bilgiler sunulmaktadır. Doküman, optiğin tarihsel gelişimi ve önemli bilim insanlarının katkılarını vurguluyor.

Full Transcript

# KISA TARİHÇE ## 1.1 ÖNSÖZ - İlerdeki bölümlerde özellikle güncel konular üzerinde durularak, optik biliminin büyük bir kısmı incelenmeye çalışılacaktır. - Konu yaklaşık üç bin yıllık insanlık tarihinde biraraya getirilen muazzam bir bilgi birikimini içine almaktadır. - Optik modern bakış açısı i...

# KISA TARİHÇE ## 1.1 ÖNSÖZ - İlerdeki bölümlerde özellikle güncel konular üzerinde durularak, optik biliminin büyük bir kısmı incelenmeye çalışılacaktır. - Konu yaklaşık üç bin yıllık insanlık tarihinde biraraya getirilen muazzam bir bilgi birikimini içine almaktadır. - Optik modern bakış açısı ile ele alınmadan önce, o noktaya ulaştıran yol kısaca izlenerek herşey perspektif olarak ortaya konulacaktır. - Hikâyenin tamamında çok sayıda ikinci derece olay zincirleri, karakterler, kahramanlar, kahramanımsılar ve arada bir, iki de kötü adam bulunmaktadır. - Geçen binlerce yılın karmaşıklığından belki dört ana konu ayıklanabilir. - Yansıma ve kırılma optiği ile ışığın dalga ve kuantum teorileridir. ## 1.2 BAŞLANGIÇTA - Optik teknolojisinin başlangıcı çok eski çağlara kadar gitmektedir. - Exodus te (yaklaşık M.Ö. 1200), Bezaleel'in mavna ve tapınağı hazırlarken süslenme aynasının dökümünü pirinçten merasim leğenine nasıl yaptığı hikâye edilir. - İlk aynalar, parlatılmış bakır, tunç, daha sonraları da kalayca zengin bir bakır alaşımından yapılmıştır. - Eski Mısır'dan günümüze örnekler ulaşabilmiştir. - Örneğin, Nil vadisinde Sesostris II piramidi yakınlarında işçilerin çalıştığı yerde, bir takım aletlerle birlikte çok iyi durumda bir ayna toprak altından çıkarılmştır (yaklaşık M.Ö. 1900). - Eski Yunan filozoflarından Pythagoras, Democritus, Empedocles, Plato, Aristotle ve diğerleri ışığın doğası hakkında çeşitli teoriler geliştirmişlerdir - (Aristotle'nunki 19. yüzyıl eter teorisine çok benzemekteydi). - Işığın doğru yolla yayılması ve yansıma yasası o zamanlar bilinmekteydi. - Euclid yansıma yasasını Catoptrics adlı kitabında açıklamıştı (M.Ö. 300). - Bu her iki olayı da, ışığın iki nokta arasında en kısa yolu izleyeceği savıyla İskenderiyeli Hero açıklamaya çalışmıştı. - Yakınsak bir mercek olan yakıcı camı Aristophanes Bulutlar güldürü oyununda konu etmiştir (M.Ö.424). - Suya bir kısmı batırılmış cisimlerin bükülmüş görünmelerine Plato Cumhuriyet adlı eserinde değinmiştir. - Kırılma, Cleomedes (M.S.50) ve daha sonra İskenderiyeli Ptolemy (M.S.130) tarafından incelenmiştir. - Ptolemy çeşitli ortamlar için gelme ve kırılma açılarının oldukça incelikli ölçümlerini bir çizelgede toplamıştır. - Romalıların da yakıcı camları olduğu tarihçi Pliny (M.S. 23-79)'nin kayıtlarından anlaşılmaktadır. - Ateş yakmakta kullanıldığı sanılan çeşitli cam ve kristal küreler Roma harabelerinden bulunmuş, düzlem-tümsek bir mercek Pompeii'de ele geçirilmiştir. - Romalı filozof Seneca (M.Ö.3 M.S.65) su dolu bir cam yuvarlağın büyüteç olarak kullanılabilineceğine işaret etmiştir. - Bazı Romalı sanatkarların çok incelikli işlerini kolaylaştırmak için büyüteç kullanmış olabilecekleri mümkün gözükmektedir. ## 1.3 ONYEDİNCİ YÜZYIL SONRASI - Mercekli teleskobu kimin keşfettiği tam belli olmamakla birlikte, Hague arşiv kayıtlarına göre, Hollandalı gözlük yapımcısı olan Lippershey (1587-1619) 2 Ekim 1608 de bu alete patent almak üzere başvurmuştu. - Bu buluştan Padua'da haberdar olan G.Galilei (1564-1642), mercekleri elde biçimlendirerek birkaç ay içinde kendi aletini yapmıştır. - Mikroskop aşağı yukarı aynı zamanda, muhtemelen Hollandalı Janssen (1588-1632) tarafından icat edilmişti. - Mikroskobun içbükey görüntü merceği (eyepiece) yerine Napolili Fontana (1580-1656) dışbükey bir mercek kullanmış ve Kepler (1571-1630) benzer değişikliği teleskopta yapmıştır. - Kepler, Dioptrice adı eserini 1611 de yayınlamıştır. - İç tam yansımayı keşfetmiş, kırılma yasası için gelme ve kırılma açılarının orantılı olduğunu, küçük açı yaklaşıklığını bulmuştur. - İnce mercek sistemleri için birinci mertebe optiğini geliştirmiş ve kitabında, Kepler (yakınsak görüntü mercekli) ve Galile (ıraksak görüntü mercekli) teleskoplarını ayrıntılı olarak açıklamıştır. - Leyden'de Profesör Snell (1591-1626), uzun süre gizemini koruyan kırılma yasasını 1621 de denel olarak bulmuştur. - Bu optikteki en önemli anlardan biriydi. - İki ortam arasındaki sınırı geçerken ışık ışınlarının nasıl yönlendirildiğini tam olarak bilmekle, Snell kapıyı modern uygulamalı optiğe bir hamlede ardına kadar açmıştır. - Kırılma yasasını sinüslerle günümüzdeki şekli ile ilk kez yayınlayan Descartes (1596-1650) olmuştur. - Descartes bu yasayı, ışığın esnek bir ortamda ilerleyen bir basınç gibi ele alındığı modeli kullanarak çıkarmıştır. - Bunu, La Dioptrique (1637) adlı eserinde söyle ifade ediyordu: ## 1.4. ONDOKUZUNCU YÜZYIL - Işığın dalga teorisi 19. yüzyılın gerçek dehalarından biri olan Young (1773-1829)'ın ellerinde yeniden doğmuştur. - 1801, 1802 ve 1803 de İngiltere Kraliyet derneğine sunduğu tebliğlerinde dalga teorisini overek ona girişim ilkesi denilen yeni bir temel kavram eklemiştir: ## 1.5. YİRMİNCİ YÜZYIL OPTİĞİ - Etere göre bağıl hareketin herhangi bir etkisini gözlemlemede deneysel yetersizliğin farkına ilk varan Poincaré (1854-1912) olmuştu. - 1899 da görüşlerini açıklamaya başlamış ve 1900 de şöyle demişti: # 2 DALGA HAREKETİNİN MATEMATİĞİ - Birbirleriyle ilişkili görünmemekle birlikte dalga hareketinin matematiği ile tanımlanabilen birçok fiziksel olay vardır. - Gerilmiş bir ipte ilerleyen bir atma (puls) (Şekil 2.1), bir bardak sudaki bir yüzey gerilim dalgacığı ve evrende uzak bir noktadan bize ulaşan ışık arasında temel benzerlikler bulunmaktadır. - Bu bölümde, dalga olayını genel olarak incelemek için gereken bazı matematiksel teknikler geliştirilecektir. - İlk önce değişimin (disturbance) yayılmasına ilişkin oldukça basit bazı fikirter ele alınıp bunlardan üç boyutlu diferansiyel dalga denklemine varılacaktır. - Optik incelemelerde kalem, küresel ve silindirik dalgalar kullanıldığından, bunlar matematiksel olarak temsil edilip diferansiyel dalga denkleminin çözümleri olduğu gösterilecektir. - Elde edilen sonuçların özel görelilik kurallarına uyduğu gösterilebilir olmakla birlikte, burada bu yapılmayıp tamamen klasik işlemlerle vetinilecektir. ## 2.1 BİR BOYUTLU DALGALAR - Yayılan bir dalganın temel özelliği, içinde hareket ettiği ortamda kendi başına değişimini sürdürmesidir. - Artı x-ekseni yönünde, sabit bir v hızıyla hareket eden böyle bir değişimi ele alındığında, bunun yapısının ne olduğunun şimdilik hiç bir önemi yoktur. - Değişim, Şekil 2.1 de savaldağü gibi, bir ipteki düşey yerdeğiştirme veya bir elektromanyetik dalganın elektrik veya

Use Quizgecko on...
Browser
Browser