De geschiedenis van de optica begint bij de oude

De geschiedenis van de optica
De geschiedenis van de optica begint bij de oude Grieken. Aristophanes (400 BC) schrijft
over de zonnestralen die worden weerkaatst. Democritus (400 BC) hield zich bezig met hoe
het komt dat er verschillende kleuren bestaan. Aristotoles (250 BC) richtte zich vooral op hoe
het oog werkt. Hij dacht dat er straling uit de ogen komt en je hiermee de omgeving af tast.
Ook de Romeinen waren bezig met optica. Seneca (0) merkte op dat voorwerpen onder water
anders worden waargenomen. Nero (50) was de eerste die een soort van verrekijker gebruikte
om door het Colosseum te kijken. En Ptolemeus (100) onderzocht breking van licht door
water en andere vloeistoffen.
In Perzië was er een zekere Alhazan (1000) die de breking en
weerkaatsing van licht beschreef. Hij was de eerste persoon die
geloofde dat het oog voorwerpen waarneemt doordat er licht via het
voorwerp in het oog komt.
De eerste lenzen worden gemaakt rond 1250. Bacon deed toen al veel
experimenten met lenzen om de breking en weerkaatsing van licht te
beschrijven. De werking ervan wordt pas in 1600 verklaard door
Kepler.
De Nederlander Lippershey is de uitvinder van de telescoop (1608 AD). Toen Galileo hoorde
van deze uitvinding van Lippershey liet hij een voor die tijd zeer grote telescoop bouwen en
gebruikte de telescoop om naar de maan en de planeten te kijken. Hieruit bleek dat de aarde
niet het midden was van het heelal.
Newton had onderzoek verricht naar licht en kwam tot de
conclusie dat licht bestond uit deeltjes. Hierdoor was hij ervan
overtuigd dat je geen kleurloze lenzen kon maken, daarom
maakte Newton een telescoop met een spiegel erin in plaats van
een lens.
Jansen is een Nederlander die rond 1600 de eerste microscoop bouwt. Gauss beschreef de
werking van lenzen met wiskundige formules. Dankzij de beschrijvingen van Gauss konden
lenzen veel makkelijker gemaakt worden. Dit betekende een grote stap voor de
ontwikkelingen van de telescoop en de microscoop. Voordien was het namelijk altijd een
groot probleem om lenzen te fabriceren die de juiste sterkte en grootte hadden.
Een belangrijke ontdekking voor de optica gebeurde door de Nederlander Snellius in 1621.
De wet van Snellius werd wiskundig uitgewerkt door Descartes. Deze wet was volgens
wetenschappers niet belangrijk totdat Huygens de wet van Snellius opnam in zijn werk. Dit
gebeurde pas 70 jaar nadat Snellius de wet had opgesteld.
Newton deed onderzoek naar afbuiging van licht en kwam in 1672 op zijn theorie van
kleuren. Newton was er van overtuigd dat licht is opgebouwd uit deeltjes, maar toch was hij
de eerste die een optisch periodiek fenomeen zag (De ringen van Newton).
Huygens zocht naar een mechanische theorie voor licht. Zijn uitleg
(1690) voor de weerkaatsing en afbuiging van licht waren helemaal
gebaseerd op het golfkarakter van licht. Er zijn op dat moment dus
twee gedachten over licht. Sommige beweren dat licht is opgebouwd
uit deeltjes terwijl andere zeggen dat licht bestaat uit golven.
Vanwege de reputatie van Newton (en ook het feit dat licht een
eindige snelheid heeft) hielden de meeste wetenschappers zich bij de
deeltjestheorie over licht.
Euler was een van de weinige die de theorie van Newton over licht
niet geloofde. Euler baseerde zijn theorie van licht (1768) op de
golven net als de golven die te zien zijn in een vloeistof.
In 1801 was het Young die ontdekte dat twee puntvormige lichtbronnen een interferentie
patroon vormen. Young stelde een golftheorie op van licht. Bij verschillende wetenschappers
werd dit geaccepteerd. Maar grote namen als Fourier, Laplace en Poisson bleven voorstander
van de deeltjestheorie van Newton.
In 1808 ontdekte Malus polarisatie van licht door weerkaatsing. Fresnel verklaarde dit
verschijnsel m.b.v. de golftheorie van Young. Volgens zijn theorie moest er in een het midden
van de schaduw van een cirkel een lichter puntje te zien zijn. Hierdoor werd de theorie niet
meteen geaccepteerd, maar toen Fresnel dit plekje experimenteel liet zien werd hem excuses
aangeboden en werd zijn theorie algemeen geaccepteerd. Het laatste bewijs van de golftheorie
kwam toen aangetoond werd dat de lichtsnelheid afneemt als de dichtheid van het medium
groter wordt. Volgens de theorie van licht als deeltjes moest dit namelijk precies andersom
zijn. De relatieve snelheid van licht werd pas in 1849 gemeten en toen was er dus een bewijs
dat licht een golfkarakter heeft. Mede dankzij de verscheidene pogingen om deze relatieve
snelheid te meten kwam Einstein in 1905 met zijn relativiteitstheorie. In ditzelfde jaar
publiceerde hij ook de theorie van het foto-elektrisch effect. Einstein was in zijn tijd nog een
van de weinigen die geloofde in het deeltjeskarakter van licht.
In 1848 werd voor het eerst elektromagnetisme vergeleken met de optica. Dit kwam ten eerste
door de vergelijkingen van Maxwell, waaruit bleek dat elektromagnetische golven de snelheid
van het licht hebben. Een tweede oorzaak was Hertz. Hij beweerde dat elektromagnetische
golven weerkaatsen en afbuigen net als licht.
Bohr was de eerste die zei dat licht zowel een golf- als deeltjeskarakter heeft in 1928.
In 1960 werd de laser uitgevonden. Vanaf dit moment ging het heel hard met de ontwikkeling
van optische communicatie, holografie, optische dataopslag en optische processors. Al deze
uitvindingen waren al velen jaren eerder gedaan, maar met de komst van de laser werd alles
veel makkelijker en werd het veelvuldig gebruikt.