- QUANG HỌC. - Ngành quang lí nghiên cứu bản chất và các tính chất của ánh sáng. - Những trải nghiệm sớm nhất của loài người với ánh sáng và quang học là thuộc về thế giới tự nhiên:. - ánh sáng mặt trời, lửa, và các tính chất phản xạ và khúc xạ (bẻ cong ánh sáng) của nước, các tinh thể, và một số chất khác có mặt trong tự nhiên. - Ở phương tây, Euclid xứ Alexandria đã thực hiện những quan sát đầu tiên được ghi nhận lại về quang học và ánh sáng. - Ông đã viết một nghiên cứu có chiều sâu về hiện tượng ánh sáng nhìn thấy trong tác phẩm Optica của mình, trong đó ông nêu rõ định luật phản xạ ánh sáng từ các bề mặt nhẵn.. - sự nhìn một cách đúng đắn, là một hiện tượng ánh sáng đi vào mắt, chứ không phải các tia sáng do mắt phát ra.. - 3 000 năm tCN Các nền văn hóa Trung Đông và Châu Á bắt đầu nghiên cứu ánh sáng và bóng đổ và có khả năng khai thác các tính chất của chúng để giải trí. - 400 – 300 tCN Các học giả Hi Lạp tranh luận về ánh sáng và quang học:. - Euclid công bố quyển Optica, trong đó ông trình bày định luật phản xạ và phát biểu rằng ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.. - Nhà giả kim thuật người Arab Gerber quan sát tác dụng làm đen của ánh sáng đối với bạc nitrate vào khoảng năm 750. - 999 Alhazen, còn gọi là Abu Ali Hasan Ibn al-Haitham (ở Iraq ngày nay), sử dụng gương cầu và gương parabol để nghiên cứu quang sai cầu và mang lại lời giải thích chính xác đầu tiên của sự nhìn – mắt cảm nhận ánh sáng, chứ không phát ra ánh sáng. - 1000-1199 Nhà triết học và nhà vật lí Hồi giáo người Iran Ibn Sina (tên Latin là Avicenna) nêu lí thuyết rằng nếu sự cảm nhận ánh sáng là do sự phát xạ từ một nguồn sáng nào đó, thì tốc độ ánh sáng phải là hữu hạn.. - Trong các tác phẩm của ông về thiên văn học, ông khẳng định Dải Ngân hà là sự tập hợp của ánh sáng phát ra từ nhiều ngôi sao nhỏ, ở gần nhau.. - thứ của người Trung Quốc với quang học và cơ sở vật lí của ánh sáng và màu sắc bị lu mờ dần trong ba trăm năm tiếp sau đó.. - Bacon phát biểu, nhưng không chứng minh, rằng màu sắc của cầu vồng là do sự phản xạ và khúc xạ của ánh sáng mặt trời qua từng giọt nước mưa.. - Albertus Magnus, vị thánh bảo trợ của khoa học tự nhiên) nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng của ánh sáng và trình bày rằng tốc độ của ánh sáng là cực kì nhanh, nhưng hữu hạn.. - Ông còn khảo sát tác dụng làm đen của ánh sáng mặt trời đối với các tinh thể bạc nitrate.. - 1480 Leonardo da Vinci (Italy) nghiên cứu sự phản xạ ánh sáng và so sánh nó với sự phản xạ của sóng âm thanh.. - 1520 Franciscus Maurolycus, một linh vực dòng Tên, nhà thiên văn học và nhà toán học, viết quyển De Subtilitate, trong đó ông trình bày các lí thuyết về ánh sáng, rạp hát và ánh sáng rạp hát. - Trong tác phẩm của ông, Kepler đã giải thích một cách chi tiết hơn sự nhìn hoạt động như thế nào: ánh sáng đi vào mắt, sau đó bị khúc xạ và hội tụ qua thủy tinh thể lên trên võng mạc. - Nhiều khám phá khác về bản chất của ánh sáng đã được thực hiện trong thời gian này: một số nhà khoa học đã xác định cơ sở hình học của sự khúc xạ và phản xạ ánh sáng một cách chính xác hơn, Francesco Grimaldi nêu lí thuyết rằng ánh sáng có bản chất sóng, Erasmus Bartholin phát hiện ra sự khúc xạ kép trong những tinh thể nhất định, Isaac Newton phát hiện thấy ánh sáng trắng có thể phân tách thành những màu sắc khác nhau, và Ole Roemer kết luận từ những phép đo của ông rằng ánh sáng không. - Trong tác phẩm đó, ông phát biểu rằng cường độ của ánh sáng phát ra từ một nguồn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn. - Ông lưu ý rằng khi đưa bột bạc nitrate ra ánh sáng mặt trời thì “nó hóa đen như mực”.. - 1665 Hai năm sau khi qua đời, tập sách Physicomathesis de lumine, coloribus, et iride, aliisque annexis của Francesco Maria Grimaldi được cho xuất bản, trong đó mô tả chi tiết các quan sát của ông về sự nhiễu xạ của ánh sáng trắng. - Trong quyển sách của ông, nhà vật lí người Italy kết luận rằng ánh sáng là một chất lỏng có khả năng chuyển động dạng sóng. - một trong những xác nhận sớm nhất rằng ánh sáng hành xử giống như sóng.. - 1666 Isaac Newton (Anh) nhận thấy ánh sáng trắng phân tách thành những màu sắc khác nhau khi nó đi qua một lăng kính.. - 1672 Trong lá thư đầu tiên của ông xuất bản trong Kỉ yếu Triết học của Hội Hoàng gia, Isaac Newton báo cáo về thí nghiệm lăng kính của ông, kết luận rằng ánh sáng trắng gồm những màu sắc khác nhau bị khúc xạ ở những góc khác nhau khi đi qua lăng kính.. - 1676 Dựa trên những quan sát của ông về thời gian trôi qua những lần che khuất của các vệ tinh của Mộc tinh do Mộc tinh đi qua, Ole Roemer (Đan Mạch) kết luận rằng tốc độ của ánh sáng là hữu hạn và ước tính nó có giá trị khoảng 225.000 km/s.. - 1678 Christiaan Huygens gửi một bức thư đến Viện Hàn lâm Khoa học ở Paris trình bày lí thuyết sóng ánh sáng của ông, lí thuyết sẽ được công bố sau này trong quyển Traite de Lumiere của ông vào năm 1690.. - hiển vi. - Năm 1704, Newton cho xuất bản quyển Opticks, một bản hợp nhất các tác phẩm và thí nghiệm của ông về ánh sáng, màu sắc và quang học, và là một sự trình diễn về lí thuyết hạt ánh sáng của ông. - Những nghiên cứu như thế này đã đặt nền tảng cho các nghiên cứu trong thế kỉ thứ 19 về bản chất của ánh sáng, dòng điện, và từ tính, và khám phá thấy ánh sáng là một hiện tượng điện từ.. - Nó gồm một sự trình bày chi tiết của thuyết hạt ánh sáng và phân tích phổ của ánh sáng trắng.. - Ông còn sử dụng các phép đo từ nghiên cứu của ông để xác nhận rằng tốc độ của ánh sáng là hữu hạn và xác định nó vào khoảng 295.000 km/s.. - Chế tạo bằng kim loại mài nhẵn, nó làm tăng thêm lượng ánh sáng chiếu lên trên một mẫu vật.. - Một thế kỉ sau sự xuất bản cuốn Opticks, bác sĩ và nhà vật lí người Anh Thomas Young đã thách thức lí thuyết hạt ánh sáng của Isaac Newton. - Năm 1801, Young đã tiến hành một thí nghiệm xác lập nguyên lí giao thoa ánh sáng, cái không thể giải thích bằng một lí thuyết hạt của ánh sáng.. - Thí nghiệm của ông cho ánh sáng đi qua hai cái khe nhỏ đặt gần nhau, rọi lên trên một màn ảnh, nơi ông quan sát các chùm tia bị trải ra, hoặc bị nhiễu xạ, và chồng lên nhau.. - Năm 1817, ông kết luận rằng ánh sáng truyền đi dưới dạng sóng ngang, chứ không phải sóng dọc như ban đầu ông đề xuất. - Khi ánh sáng phản xạ khỏi một bề mặt, hình như một phần ánh sáng đã bị lọc, hay bị phân cực. - Hóa ra lí thuyết cho rằng ánh sáng là sóng ngang giải thích hiện tượng này tốt hơn bất kì lí thuyết nào khác.. - Một khám phá bất ngờ nữa gợi ý một mối liên hệ giữa điện và từ, và có sự tác động lớn đối với lí thuyết ánh sáng vài thập niên sau đó. - Năm 1800, Herschel đang nghiên cứu mối liên hệ giữa ánh sáng và nhiệt. - Ông quan sát thấy bạc chloride bị đen đi khi phơi ra trước ánh sáng mặt trời nhìn thấy,. - 1800 William Herschel, một nhà thiên văn người Anh gốc Đức, phát hiện ra vùng hồng ngoại của ánh sáng mặt trời. - Đây là quan sát đầu tiên về một dạng ánh sáng không thể nhìn thấy đối với mắt người.. - 1801 Thomas Young, một bác sĩ và nhà vật lí người Anh, phát hiện ra sự giao thoa ánh sáng, xác lập ánh sáng là sóng và thách thức lí thuyết hạt ánh sáng của Isaac Newton.. - 1801 Nhà vật lí Johann Wilhelm Ritter (Đức) tìm thấy ánh sáng mặt trời phát ra bức xạ tử ngoại không nhìn thấy. - Khám phá của ông đã mở rộng quang phổ của mặt trời ra ngoài vùng tím của quang phổ ánh sáng nhìn thấy.. - 1808 Étienne-Louis Malus (Pháp) phát hiện thấy ánh sáng mặt trời phản xạ bị phân cực phẳng.. - Lí thuyết hạt ánh sáng hoàn toàn bị đánh bại.. - 1817 Thomas Young đề xuất rằng sóng ánh sáng là sóng ngang, chứ không phải sóng dọc. - 1821 Augustin-Jean Fresnel (Pháp) nêu ra định luật sẽ cho phép các nhà khoa học tính ra cường độ và sự phân cực của ánh sáng phản xạ và khúc xạ.. - Vào giữa những năm 1800, lí thuyết sóng ánh sáng đã được xác lập chắc chắn và các phép đo tốc độ ánh sáng ngày một chính xác hơn. - Ông còn cho rằng ánh sáng có lẽ là một mặt khác nữa của lực này.. - Maxwell dự đoán rằng những sóng mới này sẽ truyền đi ở tốc độ gần bằng tốc độ của ánh sáng. - Không tin rằng đây là một sự trùng hợp ngẫu nhiên, ông dự đoán các thí nghiệm sẽ cho thấy ánh sáng là một dạng sóng điện từ. - Một phát triển khác trong sự nghiên cứu về ánh sáng trong thời kì này là sự ra đời của quang phổ, nghiên cứu quang phổ ánh sáng. - Các thí nghiệm do nhà vật lí người Đức Gustav Kirchhoff thực hiện cho thấy mỗi nguyên tố, khi bị nung nóng đến cháy sáng, phát ra một màu ánh sáng đặc trưng. - Năm 1861, Kirchhoff và một nhà vật lí khác, Robert Bunsen, chứng minh rằng các nguyên tố chất khí sẽ hấp thụ những bước sóng ánh sáng đặc biệt. - được của ánh sáng và sóng âm phụ thuộc vào nguồn và người quan sát chuyển động tương đối với nhau như thế nào.. - 1845 Michael Faraday (Anh) định rõ một hiệu ứng quan sát thấy khi mặt phẳng của ánh sáng phân cực đi qua thủy tinh đặt trong một từ trường quay đi. - 1846 Trong một bài giảng trước công chúng, nhà vật lí/hóa học Michael Faraday (Anh), người xác lập rằng điện và từ là hai mặt của cùng một lực, trình bày rằng ánh sáng có thể là một dạng khác nữa của lực này.. - 1849 Armand-Hippolyte-Louis Fizeau (Pháp) là người đầu tiên xác định bằng thực nghiệm một giá trị khá chính xác cho tốc độ ánh sáng. - Thí nghiệm của ông sử dụng một bánh xe quay và một gương cố định đặt cách đấy vài dặm để đo xem ánh sáng truyền đi nhanh như thế nào từ nguồn sáng đến gương và phản hồi trở lại.. - 1850 Jean-Bernard-Leon Foucault (Pháp) đo tốc độ ánh sáng là 298.000 km/s bằng phương pháp gương quay. - Cũng trong năm này, sử dụng phương pháp này, ông tìm thấy tốc độ ánh sáng trong nước khác với tốc độ ánh sáng trong không khí.. - 1959 Armand Fizeau (Pháp) xác định rằng tốc độ của ánh sáng trong nước bị ảnh hưởng bởi dòng chảy.. - 1865 James Clerk Maxwell xác định bằng phương pháp toán học rằng sóng điện từ truyền đi ở tốc độ của ánh sáng. - Ông không tin đây là một sự trùng hợp nhẫu nhiên và kết luận rằng ánh sáng là một dạng sóng điện từ. - Trong các thí nghiệm của ông, Hertz đã tình cờ quan sát thấy hiệu ứng quang điện, một hiện tượng trong đó những kim loại nhất định trở nên bị nhiễm điện khi phơi ra trước ánh sáng. - Mặc dù ông không tiếp tục nghiên cứu về nó, nhưng các nhà khoa học khác đã làm và vào đầu thế kỉ mới, nó đã khai sinh ra một cuộc cách mạng mới nữa về lí thuyết ánh sáng.. - Với sự chấp thuận lí thuyết sóng của ánh sáng, các nhà khoa học giả định rằng ánh sáng truyền xuyên qua không gian, cho nên phải có một môi trường nào đó để mang sóng. - Giao thoa kế Michelson-Morley Trước sự bất ngờ của ông, các kết quả không thể hiện một sự thay đổi nào về tốc độ giữa hai chùm ánh sáng. - Ông liên hệ bước sóng của ánh sáng dùng để chiếu sáng và khe hở của kính hiển vi với khả năng của nó phân giải những cấu trúc nhỏ trong các mẫu vật hiển vi.. - 1879 Marie-Alfred Cornu (Pháp) cải tiến phép đo tốc độ ánh sáng và thực hiện một nghiên cứu nhiếp ảnh của bức xạ trong vùng tử ngoại.. - 1880 Alexander Graham Bell (Mĩ) phát minh ra máy phát âm bằng ánh sáng, một dụng cụ truyền thông sử dụng ánh sáng mặt trời phản xạ thay cho dây dẫn để truyền tải các tín hiệu điện.. - lí thuyết của ánh sáng nhìn thấy. - Máy quang phổ (khoảng 1905) Kiến thức mới này phát sinh từ một lí thuyết mới tận gốc rễ của ánh sáng mà nhiều nhà khoa học thoạt đầu nhận thấy không thể nào tin nổi.. - Trong khi nền khoa học thế kỉ thứ 18 xem ánh sáng là hạt, thì nền khoa học thế kỉ thứ 19 xem nó là sóng.. - Nền khoa học thế kỉ thứ 20 tiến thêm một bước nữa và xác định rằng ánh sáng thật ra vừa là sóng, vừa là hạt.. - Trong một bài báo công bố vào năm 1905, Einstein đề xuất rằng ánh sáng gồm các “hạt” năng lượng, dưới đa số trường hợp, hành xử giống như sóng. - Năm 1912, nhà thiên văn người Mĩ Vesto Slipher quan sát thấy các vạch phổ của tất cả các thiên hà đều bị lệch về phía tần số đỏ của quang phổ ánh sáng. - Những tần số ánh sáng dưới ngưỡng đó sẽ không gây ra hiệu ứng quang điện.. - 1906 Charles Barkla (Anh) làm phân cực tia X (chọn lọc những sóng tia X dao động trong cùng mặt phẳng đó), chứng tỏ tia X là sóng ngang giống như các bức xạ điện từ khác, thí dụ như ánh sáng.. - Michelson (Mĩ) thực hiện một phép đo chính xác hơn của tốc độ ánh sáng. - 1928 Nhà vật lí người Ấn Độ Chandrasekhara Raman quan sát thấy khi ánh sáng đi qua một chất trong suốt, một phần ánh sáng bị lệch hướng và thay đổi bước sóng. - Lịch sử Quang học Ernst Ruska (Đức) chế tạo thấu kính electron đầu tiên, một nam châm điện có thể làm hội tụ một chùm electron giống hệt như một thấu kính làm hội tụ một chùm ánh sáng. - Phát minh đó dẫn tới sự phát triển của một dụng cụ tương tự, đó là laser (Khuếch đại Ánh sáng bằng Sự phát Bức xạ Cảm ứng), dụng cụ khuếch đại bức xạ ánh sáng nhìn thấy.. - Đặc biệt hơn, kĩ thuật ảnh toàn kí ghi lại thông tin chi tiết về ánh sáng phản xạ khỏi một vật hay một đối tượng. - không chỉ độ sáng tối hay màu sắc của vật, mà cả sự phân bố thật sự của ánh sáng khi nó bị phản xạ. - Cherenkov (Nga) phát hiện thấy các electron phát ra ánh sáng (bức xạ Cherenkov) khi chúng đi qua một môi trường trong suốt, nếu như chúng chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong môi trường đó.. - Albert Hiltner (Mĩ) phát hiện thấy những hạt bụi sao làm phân cực chút ít đối với ánh sáng sao. - Một số được dùng làm công cụ nghiên cứu cho các nhà khoa học và kĩ sư trong các ứng dụng như radar ánh sáng (LIDAR), dụng cụ đo giao thoa, và nhiếp ảnh toàn kí. - Tần số ánh sáng của laser quá cao, cho nên cường độ đó có thể thăng giáng nhanh chóng để mã hóa những tín hiệu phức tạp. - Một tiến bộ quan trọng khác nữa ra đời vào năm 2002 khi các nhà nghiên cứu làm dừng và lưu trữ ánh sáng thành công trong hơi lẫn trong chất rắn. - Kích cỡ ước chừng bằng Mộc tinh, hành tinh đó quay xung quanh ngôi sao 51 Pegasi, cách Mặt trời chừng 42 năm ánh sáng.. - 2002 Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Harvard làm dừng và lưu trữ ánh sáng trong một mẫu hơi