Optik tarihi

Vikipedi, özgür ansiklopedi
(Optiğin tarihi sayfasından yönlendirildi)
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla

Optik, Mısır ve Mezopotamyalılar tarafından geliştirilen lenslerle başlamış ve Yunan ve Hint filozofları tarafından geliştirilen ışık ve vizyon teorileri takip etmiştir.

Geometrik optik gelişmesi ise Greko Romen dünyasında başlamıştır. Optik kelimesi Yunanca maddenin görmesi anlamına gelen τα ὀπτικά kelimesinden türetilmiştir. Optik, ortaçağ İslam dünyası gelişmeleri tarafından yeniden geliştirildi, örnek olarak fiziksel ve psikolojik optikler verilebilir. Daha sonra erken modern Avrupa'da önemli gelişmeler olmuştur ve difraktif optik başlamıştır. Bu çalışmalardan önceki çalışmalar artık klasik optik olarak bilinir. Modern optik dönemi 20. yüzyılda geliştirilen optik araştırma alanları anlamına gelir, örnek olarak ise dalga optiği ve kuantum optiği verilebilir.

İlk çağlarda optik[değiştir | kaynağı değiştir]

Bilinen ilk lensler patlatılmış kristalden, sık sık kuvars mineralinden yapılmıştı ve MÖ 750’lerdeki Nimrud / Layard lensleri gibi Assyria lenslere dayanıyordu. Antik Yunan, Mısır ve Babillerde de benzer lensler vardı. Antik Roma ve Yunanlarda lensler cam yüzeyleri su ile doldurularak yapılırdı. Ancak Orta çağlara kadar cam lensler düşünülmemişti bile.

Antik Mısır heykellerine takılan bazı lensler yukarıda bahsedilenlerden daha eskidir. Onların lens olarak görülüp görülmediği hakkında bir takım şüpheler vardır. Ancak şüphesiz bu lensler camdı ve estetik amaçlı hizmet görüyorlardı. Heykeller anatomik olarak doğru şematik gözler olarak görünüyordu.

Eski Hindistan’da MÖ 6. ve 5. yüzyıllarda Samkhya ve Vaisheshika felsefi okulları ışık üzerinde teoriler geliştirdi. Samkhya okuluna göre ışık kendi dışında bütün elementlerin oluştuğu beş temel ince elementten biriydi.

Bunun aksine, Vaisheshika okulu anatomik olmayan eter, boşluk ve zaman yüzeylerinde fiziksel dünyaya anatomik bir teori oluşturdu. Temel atomlar gerçek anlamları ile karıştırılmaması gereken toprak, su, ateş ve havadır. Bu atomlar molekül oluşturmak için daha çok birleşen ikili molekülleri oluşturmak için alınır. Hareket fiziksel atomların yer değiştirmesi olarak açıklanır. Işık doğrultusu ateş atomlarının yüksek vektörel hız akışı olarak alınır. Işık partikülleri ateş atomlarının hızına ve düzenine bağlı olarak farklı karakteristik özellikler sergileyebilir. MÖ 1. yüzyıl sıralarında Vishnu Prana “Güneş’in 7 ışını” demekti.

MÖ 5. yüzyılda Empedocles her şeyin ateş, hava, toprak ve su olmak üzere 4 elementten oluştuğunu varsaydı. Empedocles, Afrodit’in insan gözünü bu 4 element dışında bir şeyden yaptığına ve ateşi gözden dışarı parlayarak bakışı mümkün kılan gözün içine yaktığına inanırdı. Bu doğru olsaydı, insanlar gündüz olduğu gibi gece de görebilirdi. Bu demek oluyor ki Empedocles, gözden çıkan ışınlar ile güneş gibi bir kaynaktan çıkan ışınlar arasında bir ilişki kurmuş oldu.

Optik Bilimi’nde Yunan Matematikçi Euclid “eşit açılarda olan cisimler eşit gözükürken daha geniş açıyla görülen cisimlerin daha geniş ve daha dar açılıların da daha dar gözüktüğünü” gözlemledi. Devam eden 36 dengede, Euclid objenin gerçek büyüklüğünü onun gözle arasındaki mesafeyle ilişkilendirir ve silindir ve konilerin gerçek büyüklüklerini farklı açılardan gözlemleyerek araştırır. Pappus bu sonuçların astronomide çok önemli olduğuna inanırdı ve Syntaxis of Ptolemy’den önce daha küçük çalışmaların kısa ve detaylı özetleri olan Euclid’in Küçük Astronomi’deki Phaenomena’yla birlikte Optik Bilimleri’ni çalışmalarına dahil ederdi.

MÖ 55 yüzyılda Antik Yunan atomcuların fikirleri üzerine çalışmalar yürüten Romalı Lucretius şunları yazmıştır: Güneş’in ışığı ve ısısı dışarı açıldığında hiç vakit kaybetmeden hava boşluğuna ittirme doğrultusunda atış yapan minik atomlardan oluşmuşlardır.

Sonraki zamanlarda öne sürülen Işık Teorisi’ne benzemesine rağmen, Lucretus’un bakış açıları genel olarak kabul görmemişti ve ışık halen gözden çıkıyor farzedilirdi.

Catoprica adlı kitabında, Hero of Alexandria geometrik bir metotla düz aynadan yansıyan ışık ışını tarafından kat edilen asıl yörüngenin herhangi bir kaynak ve gözlem noktası arasından yansıyan ısından daha kısa olduğunu gösterdi.

2. yüzyılda Aleksandriyen bir Yunan veya yunanlaştırılmış bir Mısırlı olan Claudius Ptolemy, yansıma ve kırılma çalışmalarını yürüttü. Su, hava ve camdaki kırılma açılarını ölçtü. Yayınladığı sonuçlar ise, yaptığı ölçümleri kendi yanlış varsayımı olan kırılma açısının geliş açısı ile orantılı olduğuna uyarladığını gösteriyor.

5. yüzyılda Dignaga ve 7. yüzyılda Damarkiti gibi Hindistanlı Budistler bir atomculuk türü geliştirdi. Bu atomculuk, ışık ve enerjinin anlık ışıldaması olan atomsal birimlerden oluşan gerçek hakkında yapılmış bir felsefedir. Onlar her maddenin bu ışık ya da enerji parçacıklarından oluştuğunu düşünseler de, ışığı modern foton algısı gibi enerjiye eşdeğer bir atomsal birim olarak görüyorlardı.

Geometrik optiğin başlangıcı[değiştir | kaynağı değiştir]

Burada tartışılan genç yazarlar fiziksel psikolojik veya fizyolojiden daha çok geometrik olarak değerlendirilir. Geometrik optik üzerine bilinen ilk yazar Öklid oldu. Öklid kendi optik çalışmalarına başladı.

  • Satırlar (veya görsel ışınlar) düz bir çizgi içine çizilebilir.
  • Bir objenin üzerine düşen bu satırlar bir koni oluşturur.
  • Çizgilerin üzerine düşen bu şeyler görülür.
  • Büyük açılar altında kalan bu işler daha büyük görünür.
  • Eğer bu şeyler yüksek bir ray tarafından görünürse, daha yüksek görünür.
  • Sağ ışınlar sağı sol ışınlar solu görür.
  • Çeşitli açılar içinde görülen şeyler daha net görülür.

Öklid bu görsel ışınların fiziksel doğasını tanımlamadı ama geometri prensiplerini kullanarak, perspektif etkileri ve uzaktan bakıldığında yuvarlamayı tartıştı.

Öklid görüşünü daha basit hale getirebilmek için kendi analizini sınırlandırdı. Kahraman Alexandra bu görüşü bazı geometrik optik problemlerin geri yansımasından aldığı cevaplarla geliştirdi. Öklidin aksine, Kahraman Alexandra bazen fiziksel doğanın görsel ışınlarını yorumladı. Onlar nesneyi gören gözün büyük bir hızla ilerlediğini ve düz yüzeylerden yansıtıldığını ama yüzeyler üzerindeki gözeneklerin nefessiz kaldığını fark etti. Bu da emisyon teorisi olarak bilinir hale geldi.

Kahraman Hero bu yolla birlikte yansıma ve sıklık açısının eşit olduğunu söylemiştir. Bunu söylerken gözlemci ve nesne arsındaki mesafenin en kısa yol olduğunu da söylemiştir. Bunun temeliyle birlikte, bir nesnenin düzlem aynadaki görüntüsüyle ilgili ilişkiyi tanımlamayı başardı. Özellikle nesnenin görüntüsü gerçekte olduğu gibi aynanın gerisinde görünüyordu.

Kahraman Hero gibi, Ptolemy de görsel ışınları objeden göze gelen ışınlar olarak kabul etmiştir, ama Kahraman Hero farklı olarak bu görsel çizgilerin süreksiz bir çizgi olduğunu değil, sürekli bir koni oluşturduğunu düşündü. Ptolemy doğrudan veya yansıyan görüş çalışmasını geliştirdi. O aynı zamanda ara yüz yoluyla yoğunlukları farklı iki ortamdaki cisimleri kırılan ışınlar sayesinde gördüğümüzü anlatmak için çalışmalar yaptı. Sudan bardağa, havadan bardağa ve havadan suya baktığımızda meydana gelen ışık kırılmalarını anlatmak için deneyler yaptı. Onun farklı sonuçları hava su ara yüzü için çalışmıştır ve onun bulduğu değerler genellikle modern teorideki yansımasına benziyordu. Ama Ptolemy'nin önsel modeli doğal kırılmaya aykırı bulunmaktadır.

Optik ve İslam Dünyası'nın görüşü[değiştir | kaynağı değiştir]

Şimdi Snell yasası olarak da bilinen kırılma hukuk keşfini gösteren İbn-i Sehl adlı el yazmasının bir sayfa kopyası.

El-Kindi (801–873) İslami dünyanın en eski ve önemli optik yazarlarından birisiydi. Batıda de radiis stelarum olarak bilinen çalışmada, El-Kindi "dünyadaki her şeyin. Her yörüngede tüm dünyayı dolduran ışınlar yaydığına dair" bir teori geliştirdi. Bu aktif güç ışını teorisi ilerde İbn-il Haytam, Robert Grosseteste ve Roger Bacon gibi alimler üzerinde bir etki yarattı.

İbn Sahl (940-1000) Bağdat mahkemesine üye bir İranlı matematikçiydi. 984'lerde "Burning Mirrors and Lenses" üzerine bir tez yazdı. Bu tezinde kavisli (çukur ve tümsek) aynaların ve lenslerin ışığı nasıl kırdığı ve ışığa nasıl odaklandığına dair anlayışını açıkladı. Çalışmasında Shnell'in matematiksel kanununa eşdeğer olan ışığın kırılması kanununu keşfetti. Işığın kırılması kanununu, yörüngede tek bir noktaya odaklanan lens ve aynaların şekillerini hesaplamak için kullandı.

(Batı dünyasında Alhacen ve Alhazen olarak da bilinen) İbni Heysem (965–1040) Yunan optik teorilerinin daha kapsamlı ve sistematik bir analizini oluşturdu. İbni Heysem’in asıl başarısı aslında bunun iki katıydı. İlki, görme ışığın göze gelmesiyle oluşur konusunda ısrar etmek, ikincisi de ilk optik geometrici yazarlar tarafından tartışılan ışınların fiziksel doğasını tespit edebilmek. Daha sonra bu fiziksel ışınları geometri ilkelerine göre inceledi. Optik üzerine birçok kitap yazdı bunlardan da en önemlisi Arapça yazımlı olan optik kitabıdır. Bu kitap Latinceye De Aspectivus ya da Perspectiva olarak çevrilmiştir. Bu kitap Heysem’in düşüncelerini batı dünyasına yaymasına ve optiğin sonraki yıllarda gelişimine büyük katkılar sağladı.

Avicenna (980-1037) ışığın hızının sınırlı olduğu konusunda Alhazen’le aynı görüşteydi. Çünkü gözlemlerine göre eğer ışığın algılanması bir ışık kaynağından gelen partiküllerden kaynaklanırsa, ışığın hızı sınırlı olmalı. Ebu Reyhan el-Biruni de ışığın sınırlı bir hızı olduğu görüşüne katılıyordu ve ışığın sesten daha hızlı olduğunu keşfeden ilk kişiydi.

11. yüzyılın ikinci yarısında Endülüs’te yaşayan Ebu Abdullah Muhammed, daha sonra Latinceye Liber de Crepisculis olarak çevrilen optik üzerine bir eser yazdı. Bu kitap Alhazen’e ithaf edilmektedir ama aslı böyle değildir. Bu güneşin sabah alacakaranlıkta hangi açıyla doğduğunun ve gece hangi açıyla gökyüzünde durduğunu hesaplamayı amaçlayan kısa bir öngörü kitabıydı. Ayrıca güneş ışınlarını yayılmasında atmosferdeki nemin etkisini de içermekteydi. Deneyleri boyunca modern değerlere en yakın olan 18 dereceyi elde etti.

13. ve 14. yüzyılın sonlarına doğru, Kudbeddin Şirazi (1236–1311) ve öğrencisi Kemaleddin El-Farisi İbni Heysem’in (1260–1320) eseri üzerinde çalışmaya devam ettiler ve gökkuşağı oluşumunu ilk defa doğru açıklayabilen ilk kişiler oldular. Al-Farisi buluşlarını Kitab el-Menazır (Optik Kitabı) adı altında yayınladı.

Orta Avrupa'da optik[değiştir | kaynağı değiştir]

İngiliz vaftiz Robert Grosseteste (1175–1253) ortaçağ üniversitelerinin kurulduğu yıllarda ve Aristo’nun eserlerinin incelendiği dönemde birçok bilimsel konu hakkında görüş ileri sürdü. Grosseteste çalışmalarında ilk ortaçağ öğretisi Platon ve yeni Aristotuculuk arasındaki geçişi yansıttı. Bu yüzden de matematiği ve ışığın Platonik benzetmesini eserlerinde uygulamayı denedi. Grosseteste ışığı dört farklı perspektifle tartışmasıyla bilinmektedir. Bunlar ışığın epistemolojisi, ışığın metafiziği, ışık fiziği ve ışığın teolojisidir.

Işığın epistemolojisi ve teolojisi bir kenara bırakılırsa, Grosseteste’nin ışığın kozmogonisi teorisi ortaçağda bugün Büyük Patlama diye bilinen evrenin oluşumunu açıklamaktadır. Hem İncil’e hem de ışık bilimselliğine, dayanarak İncil’deki şu bölümden esinlenmiştir (Yaratılış 1:3): "Tanrı dedi ki orada bir ışık vardır.” Böylece yaratılışın genel sürecini ve evrenin genişlemesini fiziğe dayandırarak açıklamıştır.

Optik şeması gösteren ışık su dolu cam bir küre kap tarafından kırılıyor.

İngiliz Fransisken, Roger Bacon Grosseteste’nin yazılarından son derece etkilenmiştir. Onun optik yazılarında; o Alhacen, Aristo, İbn Sina, İbn Rüşd, Euclid, el-Kindi, Ptolemy, Tideus ve Konstantin Afrika da dahil olmak üzere son zamanlarda çevrilmiş, optik ve felsefi eserlerin geniş bir yelpazesini gösterdi. O köleci kopyacı olmamasına rağmen, Arap yazar Alhacen yazılarındaki ışık ve görüş onun matematiksel analizini çekti. Ama o, her nesne almak için yakındaki nesnelerin üzerine bir güç (tür) yayan Platoncu konseptini ekledi. Bacon'ın optikteki tür kullanımı Aristo felsefesi cins / tür kategorilerinden önemli ölçüde farklıdır. Başka bir İngiliz Fransisken John Pecham, Grosseteste Bacon çalışmaları üzerine inşa etti ve daha önceki yazarların çeşitli bir yelpazede Orta Çağ Optik üzerinde en çok kullanılan ders kitabı oldu. Onun kitabı ışık ve renk niteliğinden ziyade vizyona yani bizim nasıl baktığımıza yoğunlaştı. Pechamı, Alhacen tarafından belirlenen bir model izledi, ama Alhacen fikirlerini, Roger Bacon tarzında yorumladı. Öncüllerindeki gibi, Witelo son zamanlarda Perspectiva başlıklı konuya büyük bir sunum oluşturmak için Yunan ve Arapça'dan tercüme optik eserlerinin üzerinde yoğunlaştı. Onun teorisinin vizyonunu Alhacen izler ve eserindeki pasajların Bacon fikirlerinden etkilendiğini göstermesine rağmen, o Bacon'ın kavramını dikkate almaz.

Rönesans ve erken modern optik[değiştir | kaynağı değiştir]

Johannes Kepler, onun 1600 ay denemesinden gelen optik yasalarını incelemeye aldı. Ay ve Güneş tutulmaları gibi beklenmedik gölge boyutları, örneğin bir tam ay tutulması, kırmızı renk ve bir tam güneş tutulmasında sıra dışı ışık gibi açıklanamayan fenomenler sundu. Atmosferik kırılma ilgili konular tüm astronomik gözlemlere uygulanır. 1603 sayesinde, Kepler optik teorisi üzerine odaklandığı için yaptığı başka işler durakladı; 1 Ocak 1604 tarihinde imparatora sunulduğu ortaya çıkan el yazması, Astronomiae Pars Optica (Astronomi Optik Bölüm) tarafından yayınlanmıştır. Onda, Kepler, düz ve eğimli aynalar ve iğne deliği kameralar ilkeleri, yanı sıra paralaks olarak optik ve göksel cisimlerin görünür boyutlarda astronomik etkileri ile ışık, yansıma yoğunluğu yöneten Ters kare kanunu nitelendirdi. Astronomiae Pars Optica genellikle, modern optiğin temeli olarak kabul edilmektedir Willebrord Snellius (1580-1626) 1621 yılında şimdi Snell yasası olarak bilinen kırılma matematiksel yasasını bulundu. Daha sonra René Descartes (1596-1650) bir gökkuşağının açısal çapı kenarı tarafından gözüne çapın 42 ° (yani açı olduğunu, geometrik yapı ve (aynı zamanda Descartes'ın yasası olarak bilinir) kırılma kanunu kullanılarak gösterdi gökkuşağı ve rainbow merkezi 42 °) 'dir. O da bağımsız yansıma yasasını keşfetti ve optik üzerine yaptığı deneme bu yasanın ilk yayınlandığı yer oldu.

Christiaan Huygens (1629-1695) optik alanında birçok eser yazdı. Bunlara Opera reliqua ve Traité de la lumière de dahildir Isaac Newton bir prizma renk spektrumu içine beyaz ışığı emebildiğini ortaya koyan, ışığın kırılmasını araştırdı ve bir mercek ve ikinci bir prizma beyaz ışığa çok renkli spektrum yeniden oluşmasına neden olabilir. O da renkli ışığın, renkli bir ışını dışarıdan ayıran ve çeşitli nesneler üzerinde parlayan özelliklerini değiştirmek olmadığını gösterdi. Newton yansıyan veya dağınık ya da iletilmiş olsun, aynı renk kaldığını kaydetti. Böylece, o rengin önceden-renkli ışık yerine kendi renk üreten nesneler ile etkileşim nesnelerinin sonucu olduğu görülmektedir. Bu Newton'un renk teorisi olarak bilinir. Bu işten herhangi bir kırılma teleskopunun ışık dağılımının muzdarip olacağı sonucuna vardı ve bu sorunu aşmak için bir yansıtıcı teleskop icat etti. O teleskopların optik kalitesini artırmak için Newton'un halkalarını kullanarak, kırılma teleskop için üstün bir araç üretmeyi başardı. 1671 yılında Royal Society yaptığı teleskopu yansıtan bir gösteri istedi. Onların ilgisi daha sonra onun optik içine genişletilmiş renk üzerine olan kendi notlarını yayınlamaya onu teşvik etti. Newton ışık parçacıkları veya yuvarlar oluştuğunu ve yoğun ortamın hızlanarak kırıldığını savundu, ama o ışığın kırınımı açıklamak için dalgalar ile onları ilişkilendirmek zorunda kaldı. Daha sonra fizikçiler onun yerine ışık kırınımını açıklamak için tamamen dalgalı bir açıklama yanaydı. Bugünün kuantum mekaniği, fotonlar ve dalga-parçacık ikiliği fikri Newton'un ışık anlayışına sadece küçük bir benzerlik taşımaktadır. 1675 yılında yaptığı Işık Hipotezinde ise, Newton parçacıklar arasındaki kuvvetleri aktarmak için eter varlığını oturtmuştur. 1704 yılında, Newton o ışığın kendi parçacık teorisini izah ettiği Optik yazısını yayınladı.

Difraktif optik başlangıcı[değiştir | kaynağı değiştir]

1803 yılında Royal Society'e başvuran Thomas Young iki yarık kırınımını çizdi.

Işığın kırınım etkileri ilk kez dikkatle Francesco Maria Grimaldi tarafından gözlemlendi ve karakterize edildi. Grimaldi gözlem sonuçları 1665 yılında ölümünden sonra yayınlandı. Isaac Newton, bu etkileri okudu ve ışık ışınlarının büklümünü onlara bağladı. James Gregory (1638-1675) etkili bir şekilde ilk kırınım ızgarası olan bir kuş tüyü neden kırınım desenleri, gözlemledi. 1803 yılında Thomas Young, onun çift yarık interferometresi ile iki yakın aralıklı yarıklar gelen ünlü deney gözlem girişimini yaptı. İki farklı yarıktan kaynaklanan dalgaların girişimi sonuçlarının açıklamasından, o ışığın, dalgalar gibi yayılması gerektiğini çıkartmıştır. Augustin-Jean Fresnel 1815 ve 1818 yılında yayınlanan daha kesin çalışmalar ve kırınım hesaplamaları yaptı ve böylece Newton'un tanecik teorisine karşı, Young tarafından canlanan ve Christiaan Huygens tarafından ilerleyen ışığın dalga teorisine büyük destek verdi.

Lensler ve lens yapımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Bilinen en eski lensler genellikle cilalı kristalden yapılmış. Eski Mısır, Yunanistan ve Babil'de birçok benzer lensler vardır. Eski Romalılar ve Yunanlar lensleri yapmak için su ile dolu cam küreler kullanmıştır

Büyütme erken tarihsel referansının "basit cam mercekler menisküs" tasviri MÖ 5. yüzyılda eski Mısır hiyeroglifine kadar uzanır. MS 1. yüzyılda İmparator Nero'nun bir öğretmeni "Mektuplar, ancak küçük ve belirsiz, suyla dolu genişlemiş ve daha net bir küre veya camdan görülür." demiştir. İmparator Nero da düzeltici mercek gibi bir zümrüt kullanılarak gladyatör oyunları izlediğini söylemiştir. İbn-i Heysem (Alhacen), Optik Kitabında iğne deliğinin etkileri, içbükey mercekler ve büyütücü gözlük hakkında yazmıştır. Roger Bacon gözlükte büyüteç gibi cam küre parçaları kullanmış ve insanlara okumakta yardımcı olmak için kullanılabilir olduklarını tavsiye etmiştir. Roger Bacon, 11. yüzyılda Alhacen’den ilham almıştır. O ışığın nesnelerden yansıdığını ve onlardan serbest kalmadığını keşfetti. İtalya'da 1284 yılında, Salvino D'Armate ilk giyilebilir gözlük icadını yapmıştır.

11. ve 13. yüzyıl arasında "okuma taşları" icat edildi. Genellikle aydınlatıcı el yazmalarını okumada yardımcı olmak için rahipler tarafından kullanılan bu icadın ilk yarısında cam küre keserek yapılan ilkel dışbükey lens vardı. Taşlar ile denendiği gibi, yavaş yavaş sığ lenslerin daha etkili büyüttüğü anlaşılmıştır.

Bilinen en eski çalışan teleskop, 1608 yılında Hollanda'da ortaya çıkan kırılma teleskopu oldu. Onların gelişimi üç kişiye yatırılmaktadır. Hans Lippershey, Zacharias Janssen ve Alkmaar Jacob Metius. Galileo ertesi yıl bu tasarımları büyük ölçüde geliştirmiştir. Isaac Newton, 1668 yılında ilk işlevsel yansıtan teleskop inşasına katkı sağlamıştır.

İlk mikroskop Hollanda Cumhuriyeti'nde Middelburg’da 1595 yılı civarında yapılmıştır. Üç farklı gözlük yapımcısına buluş için kredi verilmiştir: Hans Lippershey (aynı zamanda ilk gerçek teleskop geliştirdi); Hans Janssen; ve oğlu, Zacharias. Bu işleme kredi olan Giovanni Faber tarafından "mikroskop" adı verilmiştir. 1625 yılında Galileo Galilei adlı bileşik mikroskopa onun isimi verildi.

Kuantum optiği[değiştir | kaynağı değiştir]

Işık foton denilen parçacıklardan oluşur ve dolayısıyla doğal nicelenmiştir. Kuantum optik, doğa ve ışık olarak nicelenen fotonlarının etkilerinin incelenmesidir. Işığın nicelenen olabileceğini ilk göstergesi 1899 yılında Max Planck’dan gelmiştir. O, kara cisim radyasyon modellenmesini madde ışık ve arasındaki enerji alışverişi, sadece quanta denilen ayrı miktarlarda oluştuğunu varsayarak doğrulamıştır. Bu ayrıklığın kaynağının madde veya ışık olup olmadığını bilinmiyordu. 1905 yılında, Albert Einstein fotoelektrik etkisi teorisini yayınladı. Bu etki için tek olası açıklama ışığın kendisini nicelediği ortaya çıktı. Daha sonra, Niels Bohr, atomların sadece enerji ayrık miktarlarda yayıldığını göstermiştir. Bu gelişmeler madde ışık arasındaki etkileşimin anlaşılmasını takiben kuantum optik temelini oluşturdu ama aynı zamanda bir bütün olarak kuantum mekaniğinin gelişimi için de çok önemlidir. Ancak, kuantum mekaniğinin madde-ışık etkileşimi ile ilgili alt alanları esas olarak ışık yerine maddeyi araştırma olarak kabul etti ve dolayısıyla atom fiziği ve kuantum elektroniği konuşuldu. Bu 1953 yılında maser ve 1960 yılında lazer icadı ile değişti. Lazer bilimi önemli bir alan haline geldi ve lazerin ilkelerinin temel kuantum mekaniği ışık özellikleri üzerine daha fazla vurgu ile çalışıldı ve kuantum optiği ismi geleneksel hale geldi.

Lazer biliminin iyi teorik temellerini gerektirdi ve aynı zamanda bu araştırmalar kısa zamanda çok verimli oldu, kuantum optiğine ilgi arttı. Kuantum alan teorisi Dirac çalışmalarını takiben, George Sudarshan, Roy J. Glauber ve Leonard Mandel daha ayrıntılı bir foto algılama ve ışık istatistikleri kazanmak için 1950 ve 1960'larda elektromanyetik alana kuantum teorisini uygulamışlardır. Işığın klasik dalgaları ile tarif edilemeyen bazı durumları gerçekleştirmesi ve lazer ışığının kuantum açıklamasına uyumlu duruma getirilmesine yol açtı. 977 yılında, Kimble bir kuantum açıklamasına gerekli ilk ışık kaynağını gösterdi: Bir seferde bir foton yayan tek atom. Bir başka kuantum durumu, herhangi bir klasik durumu üzerine belirli avantajlara sahip ışık, sıkışmış ışık, önerilmişti. Aynı zamanda, kısa ve ultra kısa lazer darbelerinin üretimine düşlenemeyecek işlemler hızlı çalışmalara yol açtı. Katı hal araştırma (örneğin Raman spektroskopisi) için başvurularda bulunuldu ve konuyla ilgili ışığın mekanik kuvvetleri üzerinde çalışıldı. İkinci lazer ışınıyla atomları veya hatta küçük biyolojik numunelerin optik tuzak veya optik cımbızları havaya kaldırmaya ve konumlandırmaya yol açtı. Bu, Doppler soğutma ile birlikte ünlü Bose-Einstein yoğunlaşmasını elde etmek için gerekli önemli teknoloji oldu. Diğer dikkat çekici sonuçlar kuantum dolanması, kuantum ışınlanma ve kuantum mantık kapılarının gösterilmesidir. İkincisi kuantum bilgi teorisi ile çok ilgilidir, kısmen kuantum optik ile ortaya çıkan bir konudur, kısmen teorik bilgisayar bilimlerinden oluşturulmuştur.

Bugünün kuantum optik araştırmacıları arasında ilgi alanları parametrik aşağı dönüşüm, parametrik salınımını, daha kısa ışık darbelerini, kuantum bilgi için kuantum optik kullanımını, tek atomların manipülasyonunu, Bose-Einstein kondensatlarını, onların uygulamalarını ve onların nasıl işleneceğini (genellikle atom optik olarak adlandırılan bir alt alanı) ve daha fazlasını içerir. Bilgi aktarımı ve hesaplama için kullanıma fotonları getirmeyi amaçlayan kuantum optik için araştırmaların çoğu, fotonlar ve fotoniklerin şimdi sahip olunan elektron ve elektroniklerde rol alacağı iddiasını vurgulamak için, fotonik olarak adlandırılır.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]