ประวัติศาสตร์ของทัศนศาสตร์

ทัศนศาสตร์เริ่มต้นด้วยการพัฒนาเลนส์โดยชาวอียิปต์และเมโสโปเตเมียโบราณตามมาด้วยทฤษฎีเกี่ยวกับแสงและการมองเห็นที่พัฒนาโดยนักปรัชญากรีกโบราณและการพัฒนาทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตในโลกกรีก-โรมันคำว่าทัศนศาสตร์มาจากคำภาษากรีกτα ὀπτικάซึ่งหมายถึง 'ลักษณะปรากฏ, การมอง' [ 1 ]ทัศนศาสตร์ได้รับการปฏิรูปอย่างมีนัยสำคัญจากการพัฒนาในโลกอิสลามยุคกลางเช่น การเริ่มต้นของทัศนศาสตร์เชิงฟิสิกส์และเชิงสรีรวิทยา และจากนั้นก็ก้าวหน้าอย่างมากในยุโรปสมัยใหม่ตอนต้นซึ่ง เป็นจุดเริ่มต้น ของทัศนศาสตร์เชิงการเลี้ยวเบนการศึกษาทัศนศาสตร์ในยุคแรกเหล่านี้ปัจจุบันเรียกว่า "ทัศนศาสตร์คลาสสิก" คำว่า "ทัศนศาสตร์สมัยใหม่" หมายถึงสาขาการวิจัยทัศนศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นอย่างมากในศตวรรษที่ 20 เช่นทัศนศาสตร์คลื่นและทัศนศาสตร์ควอนตัม
ประวัติศาสตร์ยุคแรก
ในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราชเอมเปโดคลีสตั้งสมมติฐานว่าทุกสิ่งประกอบด้วยธาตุทั้งสี่ได้แก่ ไฟ อากาศ ดิน และน้ำ เขาเชื่อว่าอะโฟรไดท์สร้างดวงตาของมนุษย์ขึ้นจากธาตุทั้งสี่ และเธอเป็นผู้จุดไฟในดวงตาซึ่งส่องประกายออกมาจากดวงตาทำให้สามารถมองเห็นได้ หากเป็นเช่นนั้นจริง ก็จะทำให้สามารถมองเห็นได้ในเวลากลางคืนเช่นเดียวกับในเวลากลางวัน ดังนั้นเอมเปโดคลีสจึงตั้งสมมติฐานถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างรังสีจากดวงตาและรังสีจากแหล่งกำเนิด เช่น ดวงอาทิตย์ เขากล่าวว่าแสงมีความเร็วจำกัด[ 2 ]
ในตำราจีนสมัยศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราชซึ่งเชื่อกันว่าเป็นผลงานของนักปรัชญาโมจื่อ ได้อธิบายว่าแสงที่ผ่านรูเล็กๆ จะสร้างภาพกลับหัวใน "จุดรวบรวม" หรือ "คลังสมบัติ" [ 3 ]
ในหนังสือทัศนศาสตร์ (Optics) ของ ยูคลิดนักคณิตศาสตร์ชาวกรีก ได้สังเกตว่า "สิ่งต่างๆ ที่มองเห็นจากมุมที่ใหญ่กว่าจะดูใหญ่กว่า และสิ่งต่างๆ ที่มองเห็นจากมุมที่เล็กกว่าจะดูเล็กกว่า ในขณะที่สิ่งต่างๆ ที่มองเห็นจากมุมที่เท่ากันจะดูเท่ากัน" ในข้อเสนอ 36 ข้อต่อมา ยูคลิดได้เชื่อมโยงขนาดที่ปรากฏของวัตถุกับระยะห่างจากดวงตา และได้ตรวจสอบรูปร่างที่ปรากฏของทรงกระบอกและทรงกรวยเมื่อมองจากมุมต่างๆปัปปัสเชื่อว่าผลลัพธ์เหล่านี้มีความสำคัญในทางดาราศาสตร์ และได้รวมหนังสือทัศนศาสตร์ ของยูคลิด พร้อมกับ หนังสือปรากฏการณ์ ( Phaenomena ) ของเขา ไว้ ใน ดาราศาสตร์ฉบับย่อ ( Little Astronomy ) ซึ่งเป็นชุดรวมงานเขียนขนาดเล็กที่ควรศึกษามาก่อนตำราสังเคราะห์ ( Almagest ) ของปโตเลมี
เมื่อปี 55 ก่อนคริสต์ศักราชลูเครติอุสนักอะตอมนิยมชาวโรมัน ได้เขียนไว้ว่า:
เพราะไม่ว่าไฟจะส่องแสงมาถึงเราได้ไกลแค่ไหน และแผ่ความอบอุ่นมาถึงร่างกายของเรา ไฟก็ไม่ลดน้อยลงเลยแม้แต่น้อยเนื่องจากช่องว่างระหว่างกัน ไฟก็ไม่หดเล็กลงเลยแม้แต่น้อย[ 4 ]
ในหนังสือ Catoptricaของ เขา เฮโรแห่งอเล็กซานเดรียได้แสดงให้เห็นโดยวิธีการทางเรขาคณิตว่า เส้นทางจริงที่ลำแสงสะท้อนจากกระจกเงาราบเดินทางนั้นสั้นกว่าเส้นทางสะท้อนอื่นๆ ที่อาจลากระหว่างแหล่งกำเนิดแสงและจุดสังเกต
ชาวพุทธอินเดียเช่นทิกนาคะในศตวรรษที่ 5 และธรรมกีรติในศตวรรษที่ 7 ได้พัฒนาแนวคิดอะตอมนิยมขึ้นมา โดยนิยามอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นโลกว่าเป็นเพียงแสงหรือพลังงานที่เกิดขึ้นชั่วขณะ พวกเขามองว่าแสงเป็นหน่วยอะตอมที่เทียบเท่ากับพลังงาน แม้ว่าพวกเขาจะมองว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคแสง/พลังงานเหล่านี้ก็ตาม
ทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต
นักเขียนยุคแรกๆ ที่กล่าวถึงในที่นี้ มองการมองเห็นในแง่ของเรขาคณิตมากกว่าปัญหาทางกายภาพ สรีรวิทยา หรือจิตวิทยา ผู้เขียนตำราเกี่ยวกับทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตคนแรกที่เป็นที่รู้จักคือ ยูคลิด(ประมาณ 325 ปีก่อนคริสต์ศักราช – 265 ปีก่อนคริสต์ศักราช) ยูคลิดเริ่มต้นการศึกษาทัศนศาสตร์เช่นเดียวกับที่เขาเริ่มต้นการศึกษาเรขาคณิต โดยใช้ชุดของสัจพจน์ที่ชัดเจนในตัวเอง
- สามารถลากเส้นตรง (หรือรังสีภาพ) ไปยังวัตถุได้
- เส้นที่ตกกระทบลงบนวัตถุจะก่อให้เกิดรูปทรงกรวย
- สิ่งที่เส้นเหล่านั้นทอดลงไปนั้นสามารถมองเห็นได้
- สิ่งต่างๆ ที่มองจากมุมมองที่กว้างขึ้นจะดูใหญ่ขึ้น
- สิ่งต่างๆ ที่ถูกมองเห็นด้วยรังสีที่สูงกว่า จะปรากฏอยู่สูงกว่า
- รังสีด้านขวาและด้านซ้ายปรากฏทางด้านขวาและด้านซ้าย
- สิ่งที่มองเห็นจากหลายมุมจะดูชัดเจนยิ่งขึ้น
ยูคลิดไม่ได้ให้คำจำกัดความทางกายภาพของรังสีภาพเหล่านี้ แต่เขาใช้หลักการทางเรขาคณิตเพื่ออธิบายถึงผลกระทบของทัศนวิสัยและการโค้งมนของสิ่งต่างๆ ที่มองเห็นจากระยะไกล
ในขณะที่ยูคลิดจำกัดการวิเคราะห์ของเขาไว้เฉพาะการมองเห็นโดยตรงอย่างง่ายๆเฮโรแห่งอเล็กซานเดรีย (ประมาณ ค.ศ. 10–70) ได้ขยายหลักการของทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตเพื่อพิจารณาปัญหาของการสะท้อน (catoptrics) ซึ่งแตกต่างจากยูคลิด เฮโรได้แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของรังสีภาพเป็นครั้งคราว โดยระบุว่ารังสีเหล่านั้นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจากดวงตาไปยังวัตถุที่มองเห็นและสะท้อนจากพื้นผิวเรียบ แต่สามารถติดอยู่ในรูพรุนของพื้นผิวที่ไม่ขัดเงาได้[ 5 ]สิ่งนี้ได้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อทฤษฎีการปล่อย[ 6 ]
ฮีโรได้พิสูจน์ความเท่ากันของมุมตกกระทบและมุมสะท้อนโดยอ้างว่านี่คือเส้นทางที่สั้นที่สุดจากวัตถุไปยังผู้สังเกต บนพื้นฐานนี้ เขาจึงสามารถกำหนดความสัมพันธ์ที่แน่นอนระหว่างวัตถุและภาพของวัตถุในกระจกเงาราบได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ภาพจะปรากฏอยู่ด้านหลังกระจกไกลเท่ากับระยะที่วัตถุอยู่ด้านหน้ากระจกจริงๆ
เช่นเดียวกับ Hero คลอเดียส ปโตเลมี ใน หนังสือ Opticsของเขาในศตวรรษที่สองพิจารณาว่ารังสีการมองเห็นนั้นแผ่ออกมาจากดวงตาไปยังวัตถุที่มองเห็น แต่แตกต่างจาก Hero ตรงที่เขาพิจารณาว่ารังสีการมองเห็นไม่ได้เป็นเส้นตรงที่แยกจากกัน แต่ก่อตัวเป็นรูปกรวยต่อเนื่องกัน
เอกสารเกี่ยว กับทัศนศาสตร์บันทึกการศึกษาการสะท้อนและการหักเหของแสง ของปโตเล มี[ 7 ] เขาวัดมุมการหักเหระหว่างอากาศ น้ำ และแก้ว แต่ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ของเขาระบุว่าเขาปรับการวัดของเขาให้เข้ากับสมมติฐาน (ที่ไม่ถูกต้อง) ของเขาที่ว่ามุมการหักเหเป็นสัดส่วนกับมุมตกกระทบ[ 8 ] [ 9 ]
ในโลกอิสลาม

อัล-คินดี (ประมาณ ค.ศ. 801–873) เป็นหนึ่งในนักเขียนด้านทัศนศาสตร์คนสำคัญคนแรกๆ ในโลกอิสลามในงานเขียนที่รู้จักกันในโลกตะวันตกในชื่อDe radiis stellarumอัล-คินดีได้พัฒนาทฤษฎีที่ว่า “ทุกสิ่งในโลก... ปล่อยรังสีออกไปทุกทิศทาง ซึ่งครอบคลุมไปทั่วโลก” [ 10 ]
ทฤษฎีพลังงานแอคทีฟของรังสีนี้มีอิทธิพลต่อนักวิชาการรุ่นหลัง เช่นอิบนุ อัล-ฮัยธัมโรเบิร์ต โกรสเซเตสและโรเจอร์ เบคอน[ 11 ]
อิบนุ ซาห์ลนักคณิตศาสตร์ที่ทำงานในแบกแดดในช่วงทศวรรษ 980 เป็นนักวิชาการอิสลามคนแรกที่ทราบกันว่าได้รวบรวมคำอธิบายเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ของปโตเล มี ตำราของเขาชื่อFī al-'āla al-muḥriqa "เกี่ยวกับเครื่องมือเผาไหม้" ได้รับการสร้างขึ้นใหม่จากต้นฉบับที่แตกหักโดยราชิด (1993) [ 12 ]งานนี้เกี่ยวข้องกับวิธีที่กระจกและเลนส์โค้งหักเหและรวมแสง อิบนุ ซาห์ลยังอธิบายกฎการหักเหทางคณิตศาสตร์ที่เทียบเท่ากับกฎของสเนลล์ [ 13 ] เขาใช้กฎการหักเหของเขาในการคำนวณรูปร่างของเลนส์และกระจกที่รวมแสงไว้ที่จุดเดียวบนแกน

อิบนุ อัล-ฮัยธัม (รู้จักกันในนามอัลฮาเซนหรืออัลฮาเซนในยุโรปตะวันตก) ซึ่งเขียนในช่วงทศวรรษ 1010 ได้รับทั้งบทความของอิบนุ ซาห์ล และคำแปลภาษาอาหรับบางส่วนของหนังสือทัศนศาสตร์ ของปโตเลมี เขาได้ทำการวิเคราะห์ทฤษฎีทัศนศาสตร์ของกรีกอย่างครอบคลุมและเป็นระบบ[ 15 ] ความสำเร็จที่สำคัญของอิบนุ อัล-ฮัยธัม มีสองประการ ประการแรกคือ การยืนกรานคัดค้านความคิดเห็นของปโตเลมีว่า การมองเห็นเกิดขึ้นเนื่องจากรังสีเข้าสู่ดวงตา ประการที่สองคือ การกำหนดลักษณะทางกายภาพของรังสีที่นักเขียนทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตรุ่นก่อนๆ ได้กล่าวถึง โดยพิจารณาว่าเป็นรูปแบบของแสงและสี[ 16 ] จากนั้นเขาก็ได้วิเคราะห์รังสีทางกายภาพเหล่านี้ตามหลักการของทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต เขาเขียนหนังสือเกี่ยวกับทัศนศาสตร์หลายเล่ม ที่สำคัญที่สุดคือหนังสือทัศนศาสตร์ ( Kitab al Manazirในภาษาอาหรับ ) ซึ่งแปลเป็นภาษาละตินว่าDe aspectibusหรือPerspectivaซึ่งเผยแพร่แนวคิดของเขาไปยังยุโรปตะวันตกและมีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาทัศนศาสตร์ในภายหลัง[ 17 ] [ 6 ]อิบนุ อัล-ฮัยษัมได้รับการยกย่องว่าเป็น "บิดาแห่งทัศนศาสตร์สมัยใหม่" [ 18 ] [ 19 ]
อวิเซนนา (980–1037) เห็นด้วยกับอัลฮาเซนว่าความเร็วของแสงมีค่าจำกัด เนื่องจากเขา "สังเกตว่าหากการรับรู้แสงเกิดจากการปล่อยอนุภาคบางชนิดโดยแหล่งกำเนิดแสง ความเร็วของแสงจะต้องมีค่าจำกัด" [ 20 ]อบู รายฮาน อัล-บีรูนี (973-1048) ก็เห็นด้วยว่าแสงมีความเร็วจำกัด และระบุว่าความเร็วของแสงเร็วกว่าความเร็วของเสียงมาก[ 21 ]
อบู อับดุลลอฮ์ มุฮัมมัด อิบนุ มะอูดห์ผู้ซึ่งอาศัยอยู่ในอัลอันดาลุสในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 11 ได้เขียนงานเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ซึ่งต่อมาได้รับการแปลเป็นภาษาละตินในชื่อLiber de crepisculisซึ่งถูกเข้าใจผิดว่าเป็น ผลงานของ อัลฮาเซนงานชิ้นนี้เป็น "งานสั้นๆ ที่ประกอบด้วยการประมาณค่ามุมตกกระทบของดวงอาทิตย์ในช่วงเริ่มต้นของแสงสนธยา ตอนเช้า และในช่วงท้ายของแสงสนธยาตอนเย็น และความพยายามที่จะคำนวณความสูงของความชื้นในบรรยากาศที่ทำให้เกิดการหักเหของรังสีดวงอาทิตย์โดยอาศัยข้อมูลนี้และข้อมูลอื่นๆ" จากการทดลองของเขา เขาได้ค่า 18° ซึ่งใกล้เคียงกับค่าในปัจจุบัน[ 22 ]
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 13 และต้นศตวรรษที่ 14 Qutb al-Din al-Shirazi (1236–1311) และลูกศิษย์ของเขาKamāl al-Dīn al-Fārisī (1260–1320) ได้สานต่องานของ Ibn al-Haytham และพวกเขาเป็นกลุ่มแรกๆ ที่ให้คำอธิบายที่ถูกต้องเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์ รุ้งกินน้ำ Al-Fārisī ได้ตีพิมพ์ผลการค้นพบของเขาในKitab Tanqih al-Manazir ( การแก้ไขทัศนศาสตร์ ของ [Ibn al-Haytham] ) [ 23 ]
ในยุโรปยุคกลาง
โรเบิร์ต โกรสเซเตสเต (ค.ศ. 1175–1253) บิชอปชาวอังกฤษ ได้เขียนเกี่ยวกับหัวข้อทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายในช่วงเวลาของการกำเนิด มหาวิทยาลัย ในยุคกลาง และการฟื้นฟูผลงานของอริสโตเติล โกรสเซเตสเตสะท้อนให้เห็นถึงช่วงเวลาของการเปลี่ยนผ่านระหว่างลัทธิเพลโตของการเรียนรู้ในยุคกลางตอนต้นกับลัทธิอริสโตเติล ใหม่ ดังนั้นเขาจึงมักนำคณิตศาสตร์และอุปมาอุปไมยของแสงแบบเพลโตมาใช้ในงานเขียนของเขาหลายชิ้น เขาได้รับการยกย่องว่าได้อภิปรายเรื่องแสงจากสี่มุมมองที่แตกต่างกัน ได้แก่ญาณวิทยาของ แสง อภิปรัชญาหรือจักรวาลวิทยาของแสงสาเหตุหรือฟิสิกส์ของแสง และเทววิทยาของแสง[ 24 ]
หากไม่นับประเด็นเรื่องญาณวิทยาและเทววิทยาแล้ว จักรวาลวิทยาแห่งแสงของ Grosseteste อธิบายถึงต้นกำเนิดของจักรวาลในสิ่งที่อาจเรียกได้ว่าเป็นทฤษฎี "บิ๊กแบง" ในยุคกลาง ทั้งคำอธิบายพระคัมภีร์ของเขาHexaemeron (1230 x 35) และหนังสือวิทยาศาสตร์On Light (1235 x 40) ต่างได้รับแรงบันดาลใจจากปฐมกาล 1:3 ที่ว่า "พระเจ้าตรัสว่า จงมีแสงสว่าง" และอธิบายกระบวนการสร้างในเวลาต่อมาว่าเป็นกระบวนการทางกายภาพตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากพลังการก่อกำเนิดของทรงกลมแห่งแสงที่ขยายตัว (และหดตัว) [ 25 ]

การพิจารณาโดยทั่วไปของเขาเกี่ยวกับแสงในฐานะตัวแทนหลักของสาเหตุทางกายภาพปรากฏอยู่ในOn Lines, Angles, and Figuresซึ่งเขายืนยันว่า "ตัวแทนทางธรรมชาติแพร่กระจายพลังของมันจากตัวมันเองไปยังผู้รับ" และในOn the Nature of Placesซึ่งเขาสังเกตว่า "การกระทำทางธรรมชาติทุกอย่างมีความแปรผันในความแข็งแกร่งและความอ่อนแอผ่านการเปลี่ยนแปลงของเส้น มุม และรูปทรง" [ 26 ]
โรเจอร์ เบคอน (ประมาณ ค.ศ. 1214–1294) นักบวชฟราน ซิสกัน ชาวอังกฤษ ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากงานเขียนของโกรสเซเตสท์เกี่ยวกับความสำคัญ ของ แสง ในงานเขียนเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ของเขา (เช่น Perspectiva , De multiplicatione specierumและDe speculis comburentibus ) เขาได้อ้างอิงงานเขียนเกี่ยวกับทัศนศาสตร์และปรัชญาที่แปลใหม่จำนวนมาก รวมถึงงานของอัลฮาเซนอริสโตเติลอวิเซนนา อเวโรเอส ยูคลิดอัล-คินดี ปโตเล มีไทเดอุส และคอนสแตนตินแห่งแอฟริกาแม้ว่าเขาจะไม่ใช่ผู้เลียนแบบอย่างงมงาย แต่เขาก็ได้นำการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของแสงและการมองเห็นมาจากงานเขียนของอัลฮาเซน นักเขียนชาวอาหรับ แต่เขาก็ได้เพิ่มแนวคิดนีโอเพลโตนิคเข้าไปด้วย ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลมาจากโกรสเซเตสท์ ว่าวัตถุทุกชิ้นแผ่พลังงาน ( species ) ออกมา ซึ่งส่งผลต่อวัตถุใกล้เคียงที่เหมาะสมที่จะรับพลังงานเหล่า นั้น [ 27 ] โปรดทราบว่าการใช้คำว่า ชนิด ในเชิงทัศนศาสตร์ของเบคอนนั้นแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจาก หมวด หมู่สกุล/ชนิดที่พบในปรัชญาของอริสโตเติล
ผลงานหลายชิ้นในภายหลัง รวมถึงบทความทางศีลธรรมที่มีอิทธิพลเรื่อง "A Moral Treatise on the Eye" (ภาษาละติน: Tractatus Moralis de Oculo ) โดยปีเตอร์แห่งลิโมจส์ (ค.ศ. 1240–1306) ได้ช่วยเผยแพร่และเผยแพร่แนวคิดที่พบในงานเขียนของเบคอน[ 28 ]
จอห์น เพแชม (เสียชีวิต ค.ศ. 1292) นักบวชฟรานซิสกันชาวอังกฤษอีกคนหนึ่ง ได้ต่อยอดจากงานของเบคอน กรอสเซเตสเต และนักเขียนรุ่นก่อนๆ ที่หลากหลาย จนกลายเป็นตำราเรียนเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในยุคกลาง นั่นคือ Perspectiva communisหนังสือของเขามุ่งเน้นไปที่คำถามเกี่ยวกับการมองเห็น ว่าเรามองเห็นอย่างไร มากกว่าที่จะมุ่งเน้นไปที่ธรรมชาติของแสงและสี เพแชมปฏิบัติตามแบบจำลองที่อัลฮาเซนกำหนดไว้ แต่ตีความความคิดของอัลฮาเซนในแบบของโรเจอร์ เบคอน[ 29 ]
เช่นเดียวกับบรรพบุรุษของเขาวิเทโล (เกิดประมาณปี ค.ศ. 1230 เสียชีวิตระหว่างปี ค.ศ. 1280 ถึง 1314) ได้นำผลงานด้านทัศนศาสตร์จำนวนมากที่เพิ่งแปลมาจากภาษากรีกและภาษาอาหรับมาใช้เพื่อสร้างการนำเสนอหัวข้อนี้อย่างยิ่งใหญ่ในชื่อPerspectivaทฤษฎีการมองเห็นของเขาเป็นไปตามแนวคิดของอัลฮาเซน และเขาไม่ได้พิจารณาแนวคิดเรื่องชนิด ของเบคอน แม้ว่าจะมีข้อความบางส่วนในงานของเขาที่แสดงให้เห็นว่าเขาได้รับอิทธิพลจากแนวคิดของเบคอนก็ตาม เมื่อพิจารณาจากจำนวนต้นฉบับที่ยังหลงเหลืออยู่ งานของเขาไม่ได้มีอิทธิพลมากเท่ากับงานของเปชามและเบคอน แต่ความสำคัญของเขาและของเปชามกลับเพิ่มขึ้นพร้อมกับการประดิษฐ์การพิมพ์[ 30 ]
ธีโอดอริกแห่งไฟรเบิร์ก (ประมาณ ค.ศ. 1250 – ประมาณ ค.ศ. 1310) เป็นหนึ่งในคนแรกๆ ในยุโรปที่ให้คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้องสำหรับปรากฏการณ์รุ้ง[ 31 ]เช่นเดียวกับ กุตบ์ อัล-ดิน อัล-ชีราซี (ค.ศ. 1236–1311) และลูกศิษย์ของเขา คามาล อัล-ดิน อัล-ฟาริซี (ค.ศ. 1260–1320) ที่กล่าวถึงข้างต้น
ยุคเรเนสซองส์และยุคสมัยใหม่ตอนต้น
โยฮันเนส เคปเลอร์ (1571–1630) ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับกฎของทัศนศาสตร์ต่อจากบทความเกี่ยวกับจันทรุปราคาของเขาในปี 1600 [ 6 ]ทั้งจันทรุปราคาและสุริยุปราคา ต่าง ก็มีปรากฏการณ์ที่อธิบายไม่ได้ เช่น ขนาดเงาที่ไม่คาดคิด สีแดงของจันทรุปราคาเต็มดวง และแสงที่ผิดปกติรอบๆ สุริยุปราคาเต็มดวง ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการหักเหของบรรยากาศนั้นใช้ได้กับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ทั้งหมด ตลอดปี 1603 เคปเลอร์ได้หยุดงานอื่นๆ ของเขาไว้ชั่วคราวเพื่อมุ่งเน้นไปที่ทฤษฎีทัศนศาสตร์ ต้นฉบับที่ได้นำเสนอต่อจักรพรรดิในวันที่ 1 มกราคม 1604 ได้รับการตีพิมพ์ในชื่อAstronomiae Pars Optica ( ส่วนทัศนศาสตร์ของดาราศาสตร์ ) ในนั้น เคปเลอร์ได้อธิบายกฎกำลังสองผกผันที่ควบคุมความเข้มของแสง การสะท้อนโดยกระจกแบนและกระจกโค้ง และหลักการของกล้องรูเข็มตลอดจนนัยยะทางดาราศาสตร์ของทัศนศาสตร์ เช่นพารัลแลกซ์และขนาดที่ปรากฏของเทห์ฟากฟ้า Astronomiae Pars Opticaได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นรากฐานของทัศนศาสตร์สมัยใหม่ (แม้ว่ากฎการหักเหของแสงจะไม่มีอยู่เลยก็ตาม) [ 32 ]
วิลเลบรอร์ด สเนลลิอุส (1580–1626) ค้นพบกฎการหักเห ของแสงทางคณิตศาสตร์ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกฎของสเนลล์ในปี 1621 ต่อมาเรเน่ เดส์การ์ต (1596–1650) ได้แสดงให้เห็นโดยใช้การสร้างทางเรขาคณิตและกฎการหักเหของแสง (หรือที่รู้จักกันในชื่อกฎของเดส์การ์ต) ว่ารัศมีเชิงมุมของรุ้งกินน้ำคือ 42° (นั่นคือ มุมที่ขอบของรุ้งกินน้ำและจุดศูนย์กลางของรุ้งกินน้ำทำกับดวงตาคือ 42°) [ 33 ]เขายังค้นพบกฎการหักเหของแสง โดยอิสระ และบทความเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ของเขาเป็นการกล่าวถึงกฎนี้เป็นครั้งแรกที่ได้รับการตีพิมพ์[ 34 ]
Christiaan Huygens (1629–1695) เขียนผลงานหลายชิ้นในสาขาทัศนศาสตร์ สิ่งเหล่านี้รวมถึงโอเปร่า Reliqua (หรือที่รู้จักในชื่อChristiani Hugenii Zuilichemii, dum viveret Zelhemii toparchae, opuscula posthuma ) และTraité de la lumière
ไอแซค นิวตัน (ค.ศ. 1643–1727) ศึกษาการหักเหของแสง โดยแสดงให้เห็นว่าปริซึมสามารถแยกแสงขาวออกเป็นสเปกตรัมของสีต่างๆ ได้ และเลนส์กับปริซึมอีกอันหนึ่งสามารถรวมสเปกตรัมหลากสีให้กลับมาเป็นแสงขาวได้อีกครั้ง เขายังแสดงให้เห็นว่าแสงสีไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อแยกแสงสีออกมาและส่องไปยังวัตถุต่างๆ นิวตันสังเกตว่าไม่ว่าแสงจะสะท้อน กระเจิง หรือทะลุผ่าน สีของแสงก็ยังคงเหมือนเดิม ดังนั้น เขาจึงสังเกตว่าสีเป็นผลมาจากการที่วัตถุมีปฏิสัมพันธ์กับแสงที่มีสีอยู่แล้ว ไม่ใช่วัตถุสร้างสีขึ้นมาเอง นี่คือสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีสีของนิวตันจากงานวิจัยนี้ เขาจึงสรุปได้ว่ากล้องโทรทรรศน์ แบบหักเหแสงใดๆ ก็ตาม จะประสบปัญหาการกระจายตัวของแสงเป็นสีต่างๆ เขาจึงประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกล้องโทรทรรศน์แบบนิวตัน ) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการใช้กระจกเงาในการสร้างภาพช่วยแก้ปัญหานี้ได้ ในปี ค.ศ. 1671 ราชสมาคมได้ขอให้เขาแสดงการสาธิตกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง ความสนใจของพวกเขาเป็นแรงผลักดันให้เขาตีพิมพ์บันทึกเกี่ยวกับสีซึ่งต่อมาเขาได้ขยายความเพิ่มเติมในหนังสือ Opticks ของเขา เขาให้เหตุผลว่าแสงประกอบด้วยอนุภาคหรืออนุภาคขนาดเล็กและเกิดการหักเหโดยการเร่งความเร็วเข้าหาตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า แต่เขาต้องเชื่อมโยงอนุภาคเหล่านั้นกับคลื่นเพื่ออธิบายการเลี้ยวเบนของแสง ( Opticsเล่มที่ 2, ข้อเสนอ XII–L) ต่อมานักฟิสิกส์กลับนิยมคำอธิบายเกี่ยวกับแสงในลักษณะคลื่นล้วนๆ เพื่ออธิบายการเลี้ยวเบน
ในสมมติฐานเรื่องแสงในปี ค.ศ. 1675 นิวตันได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของอีเธอร์เพื่อส่งผ่านแรงระหว่างอนุภาค ในปี ค.ศ. 1704 นิวตันได้ตีพิมพ์หนังสือOpticksซึ่งเขาได้อธิบายทฤษฎีอนุภาคของแสง เขาพิจารณาว่าแสงประกอบด้วยอนุภาคที่ละเอียดมาก ในขณะที่สสารทั่วไปประกอบด้วยอนุภาคที่หยาบกว่า และคาดการณ์ว่าผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีชนิดหนึ่ง "วัตถุที่หยาบและแสงสามารถแปลงเป็นกันและกันได้หรือไม่ ... และวัตถุอาจได้รับกิจกรรมส่วนใหญ่จากอนุภาคของแสงที่เข้ามาเป็นองค์ประกอบของมันหรือไม่" [ 35 ]นิวตันยังเป็นคนแรกที่อธิบายการใช้ปริซึมเป็นตัวขยายลำแสงและอาร์เรย์ปริซึมหลายตัวซึ่งต่อมาจะกลายเป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาเลเซอร์ที่ปรับได้ใน ยุคแรก [ 36 ]
เลนส์กระจายแสง

ฟรานเชสโก มาเรีย กริมัลดีได้สังเกตและอธิบายลักษณะของปรากฏการณ์การเลี้ยวเบน ของแสงอย่างละเอียดถี่ถ้วน และ เขายังเป็นผู้บัญญัติศัพท์คำว่า " การเลี้ยวเบน " จากภาษาละตินdiffringereซึ่งหมายถึง "แตกออกเป็นชิ้นๆ" โดยอ้างถึงแสงที่แตกออกเป็นทิศทางต่างๆ ผลการสังเกตของกริมัลดีได้รับการตีพิมพ์หลังมรณกรรมในปี 1665 [ 38 ] [ 39 ]ไอแซค นิวตันศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้และ ระบุว่าเกิดจาก การหักเหของรังสีแสงเจมส์ เกรกอรี (1638–1675) สังเกตเห็นรูปแบบการเลี้ยวเบนที่เกิดจากขนนก ซึ่งถือเป็นตะแกรงเลี้ยวเบน ตัวแรกอย่างแท้จริง ในปี 1803 โทมัส ยังได้สาธิตการแทรกสอดของคลื่นน้ำในถังคลื่นและอธิบายปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนจากช่องแคบสองช่องที่อยู่ใกล้กันซึ่งส่องสว่างด้วยแสงแดด เขาสรุปว่าแสงต้องแพร่กระจายในรูปของคลื่นAugustin-Jean Fresnelได้นำเสนอสูตรทางคณิตศาสตร์ที่มีอิทธิพลต่อการเลี้ยวเบน ซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2358 และ พ.ศ. 2361 และด้วยเหตุนี้จึงให้การสนับสนุนอย่างมากต่อทฤษฎีคลื่นของแสงที่ได้รับการพัฒนาโดยChristiaan Huygensและได้รับการฟื้นฟูโดย Young ซึ่งขัดแย้งกับทฤษฎีอนุภาคของนิวตัน[ 40 ]
เลนส์และการผลิตเลนส์
แม้จะเป็นที่ถกเถียงกัน แต่หลักฐานทางโบราณคดีได้ชี้ให้เห็นถึงการใช้เลนส์ในสมัยโบราณเป็นระยะเวลานานหลายพันปี[ 41 ]มีการเสนอว่าแผ่นปิดตาแก้วในอักษรฮีโรกลิฟจากสมัยอาณาจักรเก่าของอียิปต์ (ประมาณ 2686–2181 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นเลนส์แก้วเมนิสคัสแบบธรรมดาที่ใช้งานได้จริง[ 42 ]เลนส์นิมรุดที่เรียกว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์จากหินคริสตัลที่มีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสตกาลอาจถูกใช้เป็นแว่นขยาย แม้ว่ามันอาจจะเป็นเพียงของตกแต่งก็ตาม[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]
บันทึกที่เป็นลายลักษณ์อักษรที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับการขยายภาพย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 1เมื่อเซเนกาผู้เยาว์อาจารย์ของจักรพรรดินีโรเขียนว่า: "ตัวอักษร แม้จะเล็กและไม่ชัดเจน ก็สามารถมองเห็นได้ชัดเจนขึ้นเมื่อมองผ่านลูกโลกหรือแก้วที่บรรจุน้ำ" [ 48 ]กล่าวกันว่าจักรพรรดินีโรทรงทอดพระเนตรการแข่งขันกลาดิเอเตอร์โดยใช้มรกตเป็นเลนส์แก้ไขสายตา[ 49 ]
อิบนุ อัล-ฮัยธัม (อัลฮาเซน) เขียนเกี่ยวกับผลกระทบของรูเข็มเลนส์เว้าและแว่นขยายในหนังสือทัศนศาสตร์ ของเขา ในศตวรรษที่ 11 (ค.ศ. 1021) [ 48 ] [ 50 ] [ 51 ]โรเจอร์ เบคอนนักบวชชาวอังกฤษในช่วงทศวรรษ 1260 หรือ 1270 ได้เขียนผลงานเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ โดยอิงจากผลงานของนักเขียนชาวอาหรับบางส่วน ซึ่งอธิบายถึงการทำงานของเลนส์แก้ไขสายตาและแว่นตาสำหรับส่องไฟ หนังสือเหล่านี้เป็นเพียงโครงร่างสำหรับสิ่งพิมพ์ขนาดใหญ่ที่ไม่ได้ผลิตออกมา ดังนั้นความคิดของเขาจึงไม่ได้รับการเผยแพร่ในวงกว้าง[ 52 ]
ระหว่าง ศตวรรษ ที่ 11ถึง13 ได้มีการประดิษฐ์ สิ่งที่เรียกว่า " หินอ่านหนังสือ " ขึ้นมา ซึ่งมักใช้โดยพระสงฆ์เพื่อช่วยใน การส่อง สว่างต้นฉบับโดยหินเหล่านี้เป็นเลนส์นูนระนาบ แบบดั้งเดิม ซึ่งในตอนแรกทำขึ้นโดยการตัดทรงกลมแก้วออกเป็นครึ่ง เมื่อมีการทดลองใช้หินเหล่านี้ ก็ค่อยๆ เข้าใจว่าเลนส์ที่ตื้นกว่าจะขยายภาพได้มีประสิทธิภาพมากกว่า ประมาณปี 1286 อาจจะที่เมืองปิซา ประเทศอิตาลี ได้มีการประดิษฐ์แว่นตาคู่แรกขึ้นมา แม้ว่าจะไม่ชัดเจนว่าใครเป็นผู้ประดิษฐ์[ 53 ]
กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้งานได้จริงรุ่นแรกสุดเท่าที่ทราบคือกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงซึ่งปรากฏในเนเธอร์แลนด์ในปี ค.ศ. 1608 ผู้ประดิษฐ์ไม่เป็นที่รู้จัก: ฮันส์ ลิปเปอร์เชย์ยื่นขอสิทธิบัตรฉบับแรกในปีนั้น ตามมาด้วยการยื่นขอสิทธิบัตรโดยจาคอบ เมติอุสแห่งอัลก์มาร์ในอีกสองสัปดาห์ต่อมา (ทั้งสองไม่ได้รับการอนุมัติ เนื่องจากดูเหมือนว่าจะมีตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวจำนวนมากในเวลานั้น) กาลิเลโอได้ปรับปรุงการออกแบบเหล่านี้อย่างมากในปีถัดมาไอแซค นิวตันได้รับเครดิตว่าเป็นผู้สร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง ที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรกในปี ค.ศ. 1668 ซึ่งก็คือ กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงนิวตันของเขา[ 54 ]
ตัวอย่างกล้องจุลทรรศน์แบบผสมที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบ ซึ่งรวมเลนส์วัตถุที่อยู่ใกล้ตัวอย่างเข้ากับ เลนส์ใกล้ ตาเพื่อดูภาพจริงปรากฏขึ้นในยุโรปราวปี ค.ศ. 1620 [ 55 ]การออกแบบนั้นคล้ายคลึงกับกล้องโทรทรรศน์มาก และเช่นเดียวกับอุปกรณ์นั้น ผู้ประดิษฐ์ก็ไม่เป็นที่รู้จัก มีการกล่าวอ้างกันอีกครั้งว่า กล้องโทรทรรศน์นี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1590 โดยZacharias Janssenและ/หรือ Hans Martens บิดาของเขา[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]มีการกล่าวอ้างว่าถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย Hans Lippershey ผู้ผลิตแว่นตาคู่แข่ง[ 59 ]และมีการกล่าวอ้างว่าถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยCornelis Drebbel ชาวต่างชาติ ซึ่งมีบันทึกว่ามีกล้องโทรทรรศน์แบบผสมอยู่ในลอนดอนในปี ค.ศ. 1619 [ 60 ] [ 61 ]
กาลิเลโอ กาลิเลอี (บางครั้งก็ถูกกล่าวถึงว่าเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบผสม) ดูเหมือนจะค้นพบหลังจากปี ค.ศ. 1609 ว่าเขาสามารถปรับโฟกัสกล้องโทรทรรศน์ให้แคบลงเพื่อดูวัตถุขนาดเล็กได้ และหลังจากได้เห็นกล้องจุลทรรศน์แบบผสมที่สร้างโดยเดร็บเบลซึ่งจัดแสดงในกรุงโรมในปี ค.ศ. 1624 เขาจึงสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบผสมรุ่นปรับปรุงของตนเองขึ้นมา[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]ชื่อกล้องจุลทรรศน์ถูกตั้งขึ้นโดยโจวันนี ฟาเบอร์ซึ่งตั้งชื่อนี้ให้กับกล้องจุลทรรศน์แบบผสมของกาลิเลโอ กาลิเลอี ในปี ค.ศ. 1625 [ 65 ]
ทัศนศาสตร์ควอนตัม
แสงประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอนดังนั้นโดยเนื้อแท้แล้วแสงจึงมีลักษณะเป็นควอนตัม ทัศนศาสตร์ควอนตัมคือการศึกษาธรรมชาติและผลกระทบของแสงในฐานะโฟตอนที่เป็นควอนตัม ข้อบ่งชี้แรกที่ว่าแสงอาจเป็นควอนตัมมาจากแม็กซ์ พลังค์ในปี 1899 เมื่อเขาสร้างแบบจำลองการแผ่รังสีของวัตถุดำ ได้อย่างถูกต้อง โดยสมมติว่าการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างแสงและสสารเกิดขึ้นในปริมาณที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งเขาเรียกว่าควอนตัม ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าแหล่งที่มาของความไม่ต่อเนื่องนี้คือสสารหรือแสง[ 66 ] : 231–236 ในปี 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้ตีพิมพ์ทฤษฎีของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ปรากฏว่าคำอธิบายที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวสำหรับปรากฏการณ์นี้คือการเป็นควอนตัมของแสงเอง ต่อมา นีลส์ โบห์รแสดงให้เห็นว่าอะตอมสามารถปล่อยพลังงานได้ในปริมาณที่ไม่ต่อเนื่องเท่านั้น ความเข้าใจเกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงและสสารที่สืบเนื่องมาจากการพัฒนาเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นพื้นฐานของทัศนศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมโดยรวมอีกด้วย อย่างไรก็ตาม สาขาย่อยของกลศาสตร์ควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและแสงนั้น ส่วนใหญ่ถูกมองว่าเป็นการวิจัยเกี่ยวกับสสารมากกว่าแสง ดังนั้นจึงมักเรียกกันว่าฟิสิกส์อะตอมและอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม
สิ่งนี้เปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีการประดิษฐ์มาเซอร์ในปี 1953 และเลเซอร์ในปี 1960 วิทยาศาสตร์เลเซอร์ —การวิจัยเกี่ยวกับหลักการ การออกแบบ และการประยุกต์ใช้ของอุปกรณ์เหล่านี้—กลายเป็นสาขาที่สำคัญ และกลศาสตร์ควอนตัมที่อยู่เบื้องหลังหลักการของเลเซอร์ได้รับการศึกษาโดยเน้นไปที่คุณสมบัติของแสงมากขึ้น และชื่อ " ทัศนศาสตร์ควอนตัม" ก็กลายเป็นเรื่องปกติ
เนื่องจากวิทยาศาสตร์เลเซอร์ต้องการพื้นฐานทางทฤษฎีที่ดี และเนื่องจากการวิจัยในด้านนี้พิสูจน์แล้วว่าประสบผลสำเร็จอย่างมาก ความสนใจในทัศนศาสตร์ควอนตัมจึงเพิ่มสูงขึ้น หลังจากงานของDirac ในทฤษฎีสนามควอนตัม George Sudarshan, Roy J. Glauber และ Leonard Mandelได้นำทฤษฎีควอนตัมมาประยุกต์ใช้กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 เพื่อให้เข้าใจการตรวจจับแสงและสถิติของแสงได้ละเอียดมากขึ้น (ดูระดับความสอดคล้อง ) สิ่งนี้ทำให้เกิดการนำเสนอสถานะโคherentเป็นคำอธิบายควอนตัมของแสงเลเซอร์ และการตระหนักว่าสถานะของแสงบางสถานะไม่สามารถอธิบายได้ด้วยคลื่นแบบคลาสสิก ในปี 1977 Kimble และคณะได้สาธิตแหล่งกำเนิดแสงแรกที่ต้องใช้คำอธิบายควอนตัม นั่นคืออะตอมเดี่ยวที่ปล่อยโฟตอนออกมาครั้งละหนึ่งโฟตอน ใน ไม่ช้าก็มีการเสนอสถานะควอนตัมของแสงอีกสถานะหนึ่งที่มีข้อดีบางประการเหนือสถานะคลาสสิกใดๆ นั่นคือแสงบีบอัด (squeezed light ) ในขณะเดียวกัน การพัฒนาพัลส์เลเซอร์สั้นและสั้นมากเป็นพิเศษซึ่งสร้างขึ้นโดย เทคนิค การสลับ Qและการล็อกโหมดได้เปิดทางไปสู่การศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ (" อัลตร้าฟาสต์ ") มีการค้นพบการประยุกต์ใช้ในการวิจัยของแข็ง (เช่นสเปกโทรสโกปีรามาน ) และมีการศึกษาแรงเชิงกลของแสงต่อสสาร ซึ่งนำไปสู่การลอยตัวและจัดวางกลุ่มอะตอมหรือแม้แต่ตัวอย่างทางชีวภาพขนาดเล็กในกับดักแสงหรือแหนบแสงโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ สิ่งนี้ควบคู่ไปกับการทำความเย็นแบบดอปเปลอร์ เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญที่จำเป็นต่อการบรรลุ การควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์อัน โด่งดัง
ผลลัพธ์ที่น่าทึ่งอื่นๆ ได้แก่การสาธิตการพัวพันควอนตัมการส่งผ่านข้อมูลควอนตัมและ (เมื่อเร็วๆ นี้ ในปี 1995) ประตูตรรกะ ควอนตัม ซึ่งสิ่งหลังนี้มีความน่าสนใจอย่างมากในทฤษฎีสารสนเทศควอนตัม ซึ่งเป็นสาขาวิชาที่เกิดขึ้นบางส่วนจากทัศนศาสตร์ควอนตัม และบางส่วนจาก วิทยาศาสตร์ คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎี
ปัจจุบัน นักวิจัยด้านควอนตัมออปติกส์ให้ความสนใจในหัวข้อต่างๆ เช่น การแปลงพาราเมตริก แบบลดทอนการสั่นแบบพาราเมตริกพัลส์แสงที่สั้นกว่า (ระดับแอตโตวินาที) การใช้ควอนตัมออปติกส์สำหรับข้อมูลควอนตัมการจัดการอะตอมเดี่ยวและคอนเดนเซตของโบส-ไอน์สไตน์การประยุกต์ใช้ และวิธีการจัดการพวกมัน (สาขาย่อยที่มักเรียกว่าอะตอมออปติกส์ )
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ TF Hoad (1996). พจนานุกรมรากศัพท์ภาษาอังกฤษฉบับย่อของออกซ์ฟอร์ดISBN 0-19-283098-8.
- ^ Sarton, G (1993). วิทยาศาสตร์โบราณในยุคทองของกรีซ . Courier Dover . หน้า 248. ISBN 978-0-486-27495-9.
- ^ Ling-An Wu; Gui Lu Long; Qihuang Gong; Guang-Can Guo (ตุลาคม 2015). "ทัศนศาสตร์ในจีนโบราณ" . AAPPS Bulletin . สมาคมฟิสิกส์แห่งเอเชียแปซิฟิก. สืบค้นเมื่อ2 กุมภาพันธ์ 2021 .
- ^ลูเครติอุส, 1910. ว่าด้วยธรรมชาติของสรรพสิ่ง, เล่ม 5 บรรทัด 561-591, แปลโดย ซีริล เบลีย์, สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
- ^ DC Lindberg ,ทฤษฎีการมองเห็นจากอัล-คินดีถึงเคปเลอร์ (ชิคาโก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก, 1976), หน้า 14-15
- ^ a b c Guarnieri, M. (2015). "Two Millennia of Light: The Long Path to Maxwell's Waves". IEEE Industrial Electronics Magazine . 9 (2): 54–56+60. Bibcode : 2015IIEM....9b..54G . doi : 10.1109/MIE.2015.2421754 . S2CID 20759821 .
- ^ DC Lindberg, Theories of Vision from al-Kindi to Kepler , (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), p. 16; AM Smith, Ptolemy's search for a law of refraction: a case-study in the classical methodology of 'saving the appearances' and its limitations, Arch. Hist. Exact Sci . 26 (1982), 221-240; ขั้นตอนของปโตเลมีมีรายงานอยู่ในบทที่ห้าของหนังสือ Optics ของ เขา
- ^ Lloyd, GER (1973). วิทยาศาสตร์กรีกหลังอริสโตเติล . นิวยอร์ก: WWNorton. หน้า 131–135 . ISBN 0-393-04371-1.
- ^ "ประวัติโดยย่อของทัศนศาสตร์" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-11-11 . เรียกดูเมื่อ2008-11-03 .
- ^อ้างอิงใน DC Lindberg, Theories of Vision from al-Kindi to Kepler , (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), หน้า 19.
- ^ Lindberg, David C. (ฤดูหนาว 1971), "การวิจารณ์ทฤษฎีการมองเห็นของยูคลิดโดย Alkindi", Isis , 62 (4): 469–489 [471], doi : 10.1086/350790 , PMID 4948770 , S2CID 40895875
- ↑ราชิด, ร., Géométrie และ dioptrique au Xe siècle: อิบนุ ซาห์ล, อัล-คูฮี และอิบนุ อัล-เฮย์ทัม.ปารีส: เลส์ เบลล์ เลทร์, 1993
- ^ Rashed, R. (1990). "ผู้บุกเบิกใน Anaclastics: Ibn Sahl ว่าด้วยกระจกและเลนส์ที่ลุกไหม้" Isis . 81 (3): 464– 91. Bibcode : 1990Isis...81..464R . doi : 10.1086/355456 . S2CID 144361526 .
- ^ Verma, RL (1969), "Al-Hazen: บิดาแห่งทัศนศาสตร์สมัยใหม่", Al-'Arabi , 8 : 12– 3, PMID 11634474
- ^ Lindberg, DC (1967). "ทฤษฎีการมองเห็นของ Alhazen และการรับรู้ในโลกตะวันตก" Isis . 58 (3): 322. doi : 10.1086/350266 . PMID 4867472 . S2CID 10792576 .
- ^ "แสงเดินทางผ่านวัตถุโปร่งใสได้อย่างไร? แสงเดินทางผ่านวัตถุโปร่งใสเป็นเส้นตรงเท่านั้น... เราได้อธิบายเรื่องนี้อย่างละเอียดถี่ถ้วนในหนังสือทัศนศาสตร์ ของเรา แล้ว แต่ตอนนี้ขอพูดถึงบางสิ่งเพื่อพิสูจน์เรื่องนี้อย่างน่าเชื่อถือ: ข้อเท็จจริงที่ว่าแสงเดินทางเป็นเส้นตรงนั้นสังเกตได้อย่างชัดเจนในแสงที่ส่องเข้ามาในห้องมืดผ่านรู... แสงที่เข้ามาจะสังเกตเห็นได้อย่างชัดเจนในฝุ่นละอองที่ลอยอยู่ในอากาศ" – อัลฮาเซน,ตำราว่าด้วยแสง (رسالة في الضوء), แปลเป็นภาษาอังกฤษจากภาษาเยอรมันโดย เอ็ม. ชวาร์ซ จาก "Abhandlung über das Licht" , เจ. บาร์มันน์ (บรรณาธิการและผู้แปลจากภาษาอาหรับเป็นภาษาเยอรมัน, 1882) Zeitschrift der Deutschen Morgenländischen Gesellschaft Vol 36 , ตามที่อ้างอิงโดย ซามูเอล แซมบูร์สกี (1974),ความคิดทางฟิสิกส์จากยุคก่อนโสกราตีสถึงนักฟิสิกส์ควอนตัม
- ^ DC Lindberg,ทฤษฎีการมองเห็นจากอัล-คินดีถึงเคปเลอร์ (ชิคาโก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก, 1976), หน้า 58-86; Nader El-Bizri 'มุมมองเชิงปรัชญาเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ของอัลฮาเซน' วิทยาศาสตร์และปรัชญาอาหรับ 15 (2005), 189–218
- ^ "ปีสากลแห่งแสง: อิบนุ อัล ฮัยธั มผู้บุกเบิกทัศนศาสตร์สมัยใหม่ ได้รับการยกย่องที่ยูเนสโก"ยูเนสโกสืบค้นเมื่อ2 มิถุนายน 2018
- ^ "นักวิทยาศาสตร์ตัวจริงคนแรก"" . 2009 . สืบค้นเมื่อ2 มิถุนายน 2018 .
- ^จอร์จ ซาร์ตัน ,บทนำสู่ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ , เล่ม 1, หน้า 710.
- ^โอคอนเนอร์, จอห์น เจ.; โรเบิร์ตสัน, เอ็ดมันด์ เอฟ. , "อัล-บิรูนี" , คลังเอกสารประวัติศาสตร์คณิตศาสตร์ MacTutor , มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์ส
- ^ Sabra, AI (ฤดูใบไม้ผลิ พ.ศ. 2510), "ผู้เขียน Liber de crepusculis งานในศตวรรษที่ 11 เกี่ยวกับการหักเหของบรรยากาศ", Isis , 58 (1): 77–85 [77], doi : 10.1086/350185 , S2CID 144855447
- ^ JJ O'Connor และ EF Robertson, MacTutor Math History : Kamal al-Din Abu'l Hasan Muhammad Al-Farisi, "การค้นพบทฤษฎีนี้ควรจะยกให้เป็นผลงานของ al-Shirazi ส่วนการขยายความนั้นเป็นผลงานของ al-Farisi "—C Boyer, The rainbow : from myth to mathematics (New York, 1959), 127-129.
- ^ DC Lindberg,ทฤษฎีการมองเห็นจากอัล-คินดีถึงเคปเลอร์ (ชิคาโก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก, 1976), หน้า 94-99
- ^ RW Southern, Robert Grosseteste: การเติบโตของความคิดแบบอังกฤษในยุคกลางของยุโรป (อ็อกซ์ฟอร์ด: Clarendon Press, 1986), หน้า 136-9, 205-6
- ^ AC Crombie, Robert Grosseteste and the Origins of Experimental Science (Oxford: Clarendon Press, 1971), หน้า 110
- ^ DC Lindberg, "Roger Bacon on Light, Vision, and the Universal Emanation of Force", หน้า 243-275 ใน Jeremiah Hackett, บรรณาธิการ, Roger Bacon and the Sciences: Commemorative Essays (Leiden: Brill, 1997), หน้า 245-250; Theories of Vision from al-Kindi to Kepler (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), หน้า 107-118; The Beginnings of Western Science (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1992, หน้า 313)
- ^ Dallas G. Denery II ( 2005). การมองเห็นและการถูกมองเห็นในโลกยุคกลางตอนปลาย : ทัศนศาสตร์ เทววิทยา และชีวิตทางศาสนาสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า 75–80 ISBN 9781139443814.
- ^ DC Lindberg, John Pecham และวิทยาศาสตร์แห่งทัศนศาสตร์: Perspectiva communis (Madison, Univ. of Wisconsin Pr., 1970), หน้า 12-32;ทฤษฎีการมองเห็นจากอัล-คินดีถึงเคปเลอร์ (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), หน้า 116–118
- ^ DC Lindberg,ทฤษฎีการมองเห็นจากอัล-คินดีถึงเคปเลอร์ (ชิคาโก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก, 1976), หน้า 118–20
- ^ Nussenzveig, H. Moysés (1977). "ทฤษฎีของรุ้ง" . Scientific American . 236 (4): 116– 127. Bibcode : 1977SciAm.236d.116N . doi : 10.1038/scientificamerican0477-116 . สืบค้นเมื่อ2022-02-16 .
- ^แคสเปอร์,เคปเลอร์ , หน้า 142–146
- ^ Tipler, PA และ G. Mosca (2004), ฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร , WH Freeman, หน้า 1068, ISBN 0-7167-4389-2, OCLC 51095685
- ^ "เรเน่ เดส์การ์ต" , Encarta , Microsoft, 2008, เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2009-10-29 , เรียกดูเมื่อ2007-08-15
- ^ Dobbs, JT (ธันวาคม 1982), "การเล่นแร่แปรธาตุของนิวตันและทฤษฎีสสารของเขา", Isis , 73 (4): 523, doi : 10.1086/353114 , S2CID 170669199 อ้างอิงจากOpticks
- ^ Duarte, FJ (2000-05-01). "นิวตัน ปริซึม และ "ออปติก" ของเลเซอร์ที่ปรับได้" . Optics and Photonics News . 11 (5): 24. Bibcode : 2000OptPN..11...24D . doi : 10.1364/OPN.11.5.000024 . ISSN 1047-6938 .
- ^ Rothman, T. (2003). ทุกสิ่งล้วนสัมพันธ์กันและนิทานเปรียบเทียบอื่นๆ ในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สำนักพิมพ์ John Wiley & Sons ISBN 978-0-471-20257-8.
- ↑ฌอง หลุยส์ โอแบร์ (ค.ศ. 1760), Memoires pour l'histoire des sciences et des beaux Arts , ปารีส: Impr. เดอ SA S; เช อี. กาเนา, p. 149
- ^เซอร์เดวิด บรูว์สเตอร์ (1831), ตำราว่าด้วยทัศนศาสตร์ , ลอนดอน: ลองแมน, รีส์, ออร์ม, บราวน์ แอนด์ กรีน และจอห์น เทย์เลอร์, หน้า 95
- ^ Kipnis, Nahum (1991). ประวัติความเป็นมาของหลักการแทรกสอดของแสง . บาเซิล: Birkhäuser Basel. doi : 10.1007/978-3-0348-8652-9 . ISBN 978-3-0348-9717-4.
- ^ Sines, George; Sakellarakis, Yannis A. (1987). "เลนส์ในสมัยโบราณ". American Journal of Archaeology . 91 (2): 191– 196. doi : 10.2307/505216 . JSTOR 505216. S2CID 191384703 .
- ^ Enoch, Jay M. (19 กรกฎาคม 1999). "เลนส์และหน่วยตาที่น่าทึ่งในรูปปั้นจากอาณาจักรเก่าของอียิปต์ (ประมาณ 4500 ปีที่แล้ว): คุณสมบัติ ลำดับเวลา คำถามที่ต้องการการแก้ไข รายงานการประชุมเล่มที่ 3749 การประชุมใหญ่ครั้งที่ 18 ของคณะกรรมการระหว่างประเทศด้านทัศนศาสตร์ (1999)"งาน : ICO XVIII การประชุมใหญ่ครั้งที่ 18 ของคณะกรรมการระหว่างประเทศด้านทัศนศาสตร์ พ.ศ. 2542ซานฟรานซิสโก รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกาdoi : 10.1117/12.354722
- ^ไวท์เฮาส์, เดวิด (1999-07-01). "กล้องโทรทรรศน์ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก?" . บีบีซี นิวส์. สืบค้นเมื่อ2008-05-10 .
- ^ "เลนส์นิมรุด/เลนส์เลย์อาร์ด"ฐานข้อมูลคอลเลกชัน พิพิธภัณฑ์อังกฤษสืบค้นเมื่อ25 พฤศจิกายน 2012
- ↑ดี. บรูว์สเตอร์ (1852) “เพราะเลนส์หินคริสตัลและแก้วที่สลายตัวที่พบในนีนิเวห์ ” Die Fortschritte der Physik (ภาษาเยอรมัน) ดอยช์ ฟิซิคาลิสเชอ เกเซลล์ชาฟท์ พี 355.
- ^ประวัติของกล้องโทรทรรศน์โดย เฮนรี ซี. คิง, ฮาโรลด์ สเปนเซอร์ โจนส์ สำนักพิมพ์ คูเรียร์ โดเวอร์ พับลิเคชั่นส์, 2003, หน้า 25–27 ISBN 0-486-43265-3,978-0-486-43265-6
- ^ Bardell, David (พฤษภาคม 2547). "การประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์". BIOS . 75 (2): 78– 84. doi : 10.1893/0005-3155(2004)75<78:tiotm>2.0.co;2 . JSTOR 4608700 . S2CID 96668398 .
- ^ a b Kriss, Timothy C.; Kriss, Vesna Martich (เมษายน 1998), "ประวัติของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด: จากแว่นขยายสู่การผ่าตัดระบบประสาทขนาดเล็ก", Neurosurgery , 42 (4): 899– 907, doi : 10.1097/00006123-199804000-00116 , PMID 9574655
- ^พลินีผู้เฒ่า. "ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ" . สืบค้นเมื่อ27 เมษายน 2551 .
- ^ (เวดและฟิงเกอร์ 2001 )
- ^ (เอลเลียต 1966 ) : บทที่ 1
- ^ "การประดิษฐ์แว่นตา จุดเริ่มต้นของแว่นตา และที่มาที่ไป"วิทยาลัยจักษุแพทย์ college-optometrists.org
- ^ Ilardi, Vincent (2007-01-01). วิสัยทัศน์ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาจากแว่นตาถึงกล้องโทรทัศน์สมาคมปรัชญาอเมริกัน หน้า 4–6 . ISBN 9780871692597.
- ^ A. Rupert Hall (1996). Isaac Newton: Adventurer in Thought . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเค มบริดจ์ หน้า 67. ISBN 978-0-521-56669-8.
- ^ Murphy, Douglas B.; Davidson, Michael W. (2011). พื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์แสงและการถ่ายภาพอิเล็กทรอนิกส์ (ฉบับที่ 2). อ็อกซ์ฟอร์ด: Wiley-Blackwell. ISBN 978-0471692140.
- ^ข้อกล่าวอ้างที่ทำโดยบุตรชายของซาคาริอัส แยนส์เซน ในปี ค.ศ. 1655
- ^เซอร์ นอร์แมน ล็อกเยอร์ (1876). เนเจอร์ เล่มที่ 14 .
- ↑อัลเบิร์ต ฟาน เฮลเดน; สเวน ดูเปร; ร็อบ ฟาน เกนต์ (2010) ต้นกำเนิด ของกล้องโทรทรรศน์สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม. หน้า 32–36 , 43. ไอเอสบีเอ็น 978-90-6984-615-6.
- ^ "ใครเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์?" . Live Science . 14 กันยายน 2013 . สืบค้นเมื่อ31 มีนาคม 2017 .
- ^เอริค โจรินก์ (25 ตุลาคม 2010). การอ่านหนังสือแห่งธรรมชาติในยุคทองของเนเธอร์แลนด์ ค.ศ. 1575-1715 . สำนักพิมพ์ BRILL. ISBN 978-9004186712.
- ^ William Rosenthal, แว่นตาและอุปกรณ์ช่วยการมองเห็นอื่นๆ: ประวัติและคู่มือการสะสม, สำนักพิมพ์ Norman, 1996, หน้า 391 - 392
- ^เรย์มอนด์ เจ. ซีเกอร์, บุรุษแห่งฟิสิกส์: กาลิเลโอ กาลิเลอี ชีวิตและผลงานของเขา, เอลเซเวียร์ - 2016, หน้า 24
- ^ J. William Rosenthal, แว่นตาและอุปกรณ์ช่วยการมองเห็นอื่นๆ: ประวัติและคู่มือการสะสม, สำนักพิมพ์ Norman, 1996, หน้า 391
- ^ uoregon.edu, Galileo Galilei (ข้อความที่ตัดตอนมาจากสารานุกรมบริแทนนิกา)
- ^ Gould, Stephen Jay (2000). "บทที่ 2: ลิงซ์ตาคม ผู้ถูกธรรมชาติหลอกล่อ". หินโกหกแห่งมาราเกช . ลอนดอน: Jonathan Cape. ISBN 0-224-05044-3.
- ^ William H. Cropper (2004). นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่: ชีวิตและยุคสมัยของนักฟิสิกส์ชั้นนำตั้งแต่กาลิเลโอถึงฮอว์คิงสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด ISBN 978-0-19-517324-6.
เอกสารอ้างอิง
- เอลเลียตต์, โรเบิร์ต สแตรทแมน (1966). แม่เหล็กไฟฟ้า . แมคกรอว์-ฮิลล์.
- Wade, Nicholas J.; Finger, Stanley (2001), "ดวงตาในฐานะเครื่องมือทางแสง: จากกล้องรูเข็มไปจนถึงทัศนวิสัยของ Helmholtz", Perception , 30 (10): 1157– 77, doi : 10.1068/p3210 , PMID 11721819 , S2CID 8185797
อ่านเพิ่มเติม
- Howard, Ian P.; Wade, Nicholas J. (1996), "ผลงานของปโตเลมีเกี่ยวกับเรขาคณิตของการมองเห็นสองตา", Perception , 25 (10): 1189– 201, doi : 10.1068/p251189 , PMID 9027922 , S2CID 34431898.
- Morelon, Régis; Rashed, Roshdi (1996), สารานุกรมประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์อาหรับเล่ม 2, Routledge, ISBN 0-415-12410-7, OCLC 34731151.
- เวด, นิโคลัส เจ. (1998), ประวัติศาสตร์ธรรมชาติของการมองเห็น , เคมบริดจ์, แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT , ISBN 0-262-23194-8, OCLC 37246567.
ลิงก์ภายนอก
- ประวัติศาสตร์ของทัศนศาสตร์ (ไฟล์เสียง mp3)โดย ไซมอน ชาฟเฟอร์ ศาสตราจารย์ด้านประวัติศาสตร์และปรัชญาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์จิม เบนเน็ตต์ ผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดและ เอมิลี วินเทอร์เบิร์น ภัณฑารักษ์ด้านดาราศาสตร์พิพิธภัณฑ์การเดินเรือแห่งชาติ (บันทึกโดยBBC )