Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ОПТИКА

ОПТИКА

ОПТИКА (от греч. optike - наукао зрительных восприятиях) - раздел физики, в к-ром изучаются оптическоеизлучение (свет), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействиисвета и вещества. Оптич. излучение представляет собой эл.-магн. волны, <и поэтому О. - часть общего учения об эл.-магн. поле. Оптич. диапазон длинволн охватываеток. 20 октав и ограничен с одной стороны рентг. лучами, а с другой - микроволновымдиапазоном радиоизлучения. Такое ограничение условно и в значит. степениопределяется общностью техн. средств и методов исследования явлений в указанномдиапазоне. Для этих средств и методов характерны формирование оптич. изображенийпредметов, основанное на волновых свойствах излучения, с помощью приборов, <линейные размеры к-рых много больше длины волны излучения, <а также применение приёмников света, действие к-рых основано на квантовыхсвойствах (см. ниже). По традиции О. принято подразделять на геометрическую, <физическую и физиологическую.

Геометрическая О., не рассматриваявопрос о природе света, исходит из эмпирич. законов его распространенияи использует представление о световых лучах, преломляющихся и отражающихсяна границах сред с разными оптич. свойствами и прямолинейных в оптическиоднородной среде.

Методы геом. О. позволяют изучать условияформирования оптпч. изображений объекта как совокупности изображений отд. <его точек и объяснить мн. явления, связанные с прохождением оптич. излученияв разл. средах, в т. ч. неоднородных (напр., искривление лучей в земнойатмосфере вследствие непостоянства её показателя преломления, образованиемиражей, радуг). Наиб. значение геом. О. (с частичным привлечением волновойО., см. ниже) имеет для расчёта и конструирования оптич. приборов - оточковых линз до сложных объективов и огромных астр. инструментов. Благодаряразвитию вычислит. математики и применению совр. вычислит. техники такиерасчёты достигли высокого совершенства и сформировалось отд. направление, <получившее назв. вычислительной О.

По существу отвлекается от физ. природысвета и фотометрия, посвящённая гл. обр. измерению световых величии. <Фотометрия представляет собой методич. основу исследования процессов испускания, <распространения и поглощения излучения по результатам его действия на приёмникиизлучения. Ряд задач фотометрии решается с учётом закономерностей восприятиячеловеческим глазом света и его отд. цветовых составляющих. Изучением самихэтих закономерностей занимается физиологич. О., смыкающаяся с биофизикойи психологией и исследующая механизмы зрения.

Физическая О. рассматривает проблемы, <связанные с процессами испускания света, природой света и световых явлений. <Утверждение, что свет есть поперечные эл.-магн. волны, явилось результатомогромного числа эксперим. исследований дифракции света, интерференциисвета, поляризации света, распространения света в анизотропных средах(см. Кристаллооптика, Оптическая анизотропия). Совокупность явлений, <в к-рых проявляется волновая природа света, изучается в крупном разделефиз. О. - волновой оптике. Её матем. основанием служат общие ур-нияклассич. электродинамики - Максвелла уравнения. Свойства среды приэтом характеризуются макроскопич. материальными константами - значениями диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости входящимив ур-ния Максвелла в виде коэффициентов. Эти значения однозначно определяютпоказатель преломления среды:

Феноменологич. волновая О., оставляющаяв стороне вопрос о связи величин и (определяемыхэкспериментально) со структурой вещества, позволяет объяснить все эмпирич. <законы геом. О. и установить границы её применимости. В отличие от геометрической, <волновая О. даёт возможность рассматривать процессы распространения светане только при размерах формирующих (или рассеивающих) световые пучки систем, <значительно больших длины волны излучения, но и при любом соотношении междуними. Во мн. случаях решение конкретных задач методами волновой О. оказываетсячрезвычайно сложным. Поэтому получила развитие квазиоппшка, в к-ройпроцессы распространения, преломления и отражения волновых пучков с сечением>описываютсягеометрически, но учитываются дифракц. вклады и тем самым волновая природаизлучения. Формально такой геом. и волновой подходы также объединяютсяв геом. теории дифракции, в к-рой дополнительно к падающим, отражёнными преломлённым лучам геом. О. постулируется существование дифрагир. лучей.

Огромную роль в развитии волновой О. сыгралоустановление связи величин и с молекулярнойи кристаллич. структурой вещества. Оно позволило выйти далеко за рамкифеноменологич. описания оптич. явлений к объяснить все процессы, сопровождающиераспространение света в рассеивающих и анизотропных средах и вблизи границразделов сред с разными оптич. характеристиками, а также зависимость от оптич. свойств сред (дисперсию), влияние на световые явления в средах темп-ры, <давления, звука, электрич. и магн. полей и мн. др.

В классич. волновой О. параметры средысчитаются не зависящими ни от интенсивности света, ни от времени; соответственно, <оптич. процессы описываются линейными дифференц. ур-ниями с пост. коэффициентами. <Однако во мн. случаях, особенно при больших интенсивностях световых потоков, <это предположение несправедливо: показатель преломления зависит от напряжённостиноля световой волны (нелинейная поляризуемость вещества). Это приводитк совершенно новым явлениям и закономерностям, таким как изменение углапреломления светового пучка на границе двух сред при изменении его интенсивности, <сжатие и расширение световых пучков (самофокусировка света и его самодефокусировка),изменение спектрального состава света, проходящего через нелинейпую среду(генерация оптич. гармоник), взаимодействие световых пучков в результатемодуляции светом величин е (эпсилон) и появление в излучении комбинац. <частот (параметрич. явления, см. Параметрический генератор света )ит. д. Эти явления рассматриваются нелинейной оптикой, получившейбольшое практич. значение в связи с созданием лазеров.

Хорошо описывая распространение светав материальных средах, волновая О. не смогла удовлетворительно объяснитьпроцессы его испускания и поглощения. Исследование этих процессов ( фотоэффекта, фотохим. <превращений молекул, закономерностей спектров оптических и пр.)и общие термодинамич. соображения о взаимодействии эл.-магн. поля с веществомпривели к выводу, что элементарная система (атом, молекула) может испускатьили поглощать энергию эл.-магн. поля лишь дискретными порциями (квантами),пропорциональными частоте излучения (см. Излучение). Поэтому световому эл.-магн. полю сопоставляетсяпоток квантов света - фотонов, распространяющихся в вакууме со скоростьюсвета. В простейшем случае энергия, теряемая или приобретаемая изолиров. <квантовой системой при взаимодействии с оптич. излучением, равна энергиифотона а в более сложном - сумме или разности энергий неск. фотонов (см. Многофотонныепроцессы). Эффекты, в к-рых при взаимодействии света и вещества проявляютсяквантовые свойства элементарных систем, рассматриваются квантовой оптикой методами, <развитыми в квантовой механике и квантовой электродинамике.

Двойственность природы света - наличиеу него одновременно характерных черт, присущих и волнам, и частицам, -является частным случаем корпускулярно-волнового дуализма. Эта концепциябыла впервые сформулирована именно для оптич. излучения; она утвердиласькак универсальная для всех частиц микромира после обнаружения волновыхсвойств у материальных частиц (см. Дифракция частиц )и лишь затембыла экспериментально подтверждена для радиоизлучения ( квантовая электроника). Открытие квантовых явлений в радиодиапазоне во многом стёрло резкуюграницу между радиофизикой и О. Сначала в радиофизике, а затем в физ. О. <сформировалось новое направление, связанное с генерированием вынужденногоизлучения и созданием квантовых усилителей и квантовых генераторов излучения( мазеров и лазеров). В отличие от неупорядоченного световогополя обычных (тепловых и люминесцентных) источников, излучение лазеровобладает большой временной и пространств. упорядоченностью ( когерентностью), высокоймонохроматичностью (достигает ~10^-14, см. Монохроматическое излучение), предельномалой, почти дифракционной расходимостью пучка и при фокусировкепозволяет получать недостижимые ни для каких др. источников напряжённостиэлектрия. поля, превышающие внутриатомные. Появление лазеров стимулировалопересмотр и развитие традиционных и возникновение новых направлений физ. <О. Оказалось возможным практически реализовать идеи голографии, большуюроль стали играть исследования статистики излучения ( статистическаяоптика), сформировалась как самостоят. раздел нелинейная оптика, получилиразвитие методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управленияими (когерентная О.), в т. ч. методы и средства автоматич. управления оптич. <системами, позволяющие компенсировать искажения световых пучков, проходящихчерез неоднородные среды (адаптивная оптика). В этом плане большойинтерес представляет обнаруженное и технически реализованное в разл. вариантахявление обращения волнового фронта. Особую важность приобрело изучениекруга явлений, связанных с воздействием интенсивных световых потоков навещество, и начала быстро развиваться лазерная технология. Развитие лазернойтехники привело к новому подходу при создании оптич. элементов и системи, в частности, потребовало разработки новых оптич. материалов, пропускающихбез их повреждений интенсивные световые потоки (силовая О.).

Практические применения. Все разделы О. <имели и имеют многочисл. практич. применение. Задачи рационального освещенияулиц, помещений, рабочих мест на производстве, зрелищ, историч. и архитектурныхпамятников и пр. решаются светотехникой на основе геом. О. и фотометриис учётом законов физиологич. О.; при этом используются достижения физ. <О. (напр., для создания люминесцентных источников света) и оптич. технологии(изготовление зеркал, светофильтров, экранов и т. д.). О. решает задачиполучения в разл. спектральных областях изображений, соответствующих оригиналамкак по геом. форме, так и по распределению яркости. Геом. О. с привлечениемфиз. О. даёт ответ на вопрос, как следует построить оптич. систему, чтобыкаждая точка объекта изображалась также в виде точки при сохранении геом. <подобия изображения объекту. Она указывает на источники искажений изображенияи их уровень в реальных оптич. системах (см. Аберрации оптических систем).

Возможности получения оптич. образов безприменения фокусирующих систем рассматривает голография, в основу к-ройположена идея об однозначной связи формы тела с пространственным распределениемамплитуд и фаз распространяющихся от него (рассеянных им) световых волн. <Для регистрации распределения амплитуд и фаз поля в голографии используетсямонохроматич. излучение. Поэтому бурное развитие голографии связано с открывшимисяв результате разработки лазеров возможностями получать интенсивные когерентныеоптич. ноля, а также с её широкими практич. применениями (изучение плазмы, <исследование деформации тел, распознавание образов, обработка информациии т. д.). Оптич. явления и методы, разработанные в О., широко применяютсядля аналитич. целей и контроля в самых различных областях науки и техники. <Особенно большое значение имеют методы спектрального анализа и люминесцентногоанализа, основанные на связи спектров испускания, поглощения и рассеяниясо структурой атомов и молекул и внутри- и межмолекулярными взаимодействиями. <По виду спектров и их изменению со временем или под действием на веществовнеш. факторов можно установить атомный и молекулярный состав, агрегатноесостояние и внутр. структуру вещества, проследить за кинетикой и деталямипротекающих в нём физ. и хим. процессов. Совр. развитие спектроскопии тесносвязано с использованием лазеров, к-рые не только расширили возможностиеё классич. разделов, но и привели к развитию нового направления - линейнойи нелинейной лазерной спектроскопии. Достижения в области генерированиясверхкоротких (пико- и фемтосекундных) световых импульсов определили прогресс спектроскопиипикосекундных импульсов, позволяющей исследовать кинетику быстропротекающихвнутри- и межмолекулярных процессов, в частности в биол. объектах. Большоепрактич. значение имеет дпстанц. зондирование атмосферы с помощью лазерныхустройств (лидары) и определению присутствия в ней малых примесей разл. <веществ.

Уникальной чувствительностью обладаютизмерит. устройства, использующие интерференцию света. Интерферометры широкоприменяют для измерений длин волн и изучения структуры спектральных линий, <определения показателей преломления прозрачных сред, абс. и относит. измеренийдлин, измерений угл. размеров звёзд и др. космич. объектов. В промышленностиинтерферометры используют для контроля качества и формы поверхностей, регистрациинебольших смещений, обнаружения по малым изменениям показателя преломлениянепостоянства темп-ры, давления или состава вещества и т. д. Созданы лазерныеинтерферометры с уникальными характеристиками, расширившие возможностиинтерференц. методов за счёт большой мощности и высокой монохроматичностиизлучения лазеров.

Явление поляризации света лежит в основеряда методов исследования структуры вещества с помощью многочисл. поляризационныхприборов. По изменению степени поляризации (деполяризации) света прирассеянии и люминесценции можно судить о тепловых и структурных флуктуацияхв веществе, флуктуациях концентрации растворов, о внутри- и межмолекулярнойпередаче энергии, структуре и расположении излучающих центров и т. д. Широкоприменяются поляризационно-оптический метод исследования напряжений, <возникающих в твёрдых телах (напр., при механич. нагрузках), по изменениюполяризации прошедшего через тело света, а также метод исследования свойствповерхности тел по изменению поляризации при отражении света ( эллипсометрия). Вкристаллооптике поляризац. методы используются для изучения структуры кристаллов, <в хим. промышленности - как контрольные при произ-ве оптически активныхвеществ (см. Сахариметрия), в оптич. приборостроении - для повышенияточности отсчётов приборов (напр., фотометров).

Широкое распространение получили дифракционныерешётки как диспергирующие элементы в спектральных приборах (монохроматорах, <спектрографах, спектрофотометрах и др.) и как элементы резонаторов в лазерахс перестройкой частоты излучения. Они используются также в качестве ответвителеймонохроматич. (лазерного) излучения (см. Дифракционный ответвитель), велика их роль в интегральных оптич. устройствах. Дифракция на ультразвукев прозрачных средах позволяет определить упругие константы вещества, атакже создать акустооптич. модуляторы света (см. также Акцстооптика), применяемые в светодальномерах, оптич. локаторах и системах оптическойсвязи.

Оптич. методы, основанные на анализе рассеяниясвета, послужили одной из существенных основ становления молекулярной физикии её приложений. Так, нефелометрия даёт возможность получать данные о межмолекулярномвзаимодействии в растворах, определять размеры и молекулярную массу макромолекулполимеров, а также частиц в коллоидных системах, взвесях и золях. Ценныесведения о структуре уровней энергии молекул, их взаимодействии и строениивещества даёт изучение комбинационного рассеяния света и Мандельштама- Бриллюэна рассеяния. Использование лазеров резко увеличило информативностьспектроскопии рассеяния, привело к открытию вынужденных рассеяний и к развитиюнового направления, основанного на воздействии лазерного излучения на распределениерассеивающих частиц (молекул) по энергетич. состояниям ( активная лазернаяспектроскопия).

Чрезвычайно широка сфера практич. примененийфотоэлектронных приборов, основанных на квантовых оптич. явлениях, - фотоэлементови фотоэлектронных умножителей, фотодиодов, фотосопротивлений, электронно-оптическихпреобразователей, передающих телевизионных трубок и т. <д. Фотоэлементыиспользуются не только для регистрации излучения, но и как устройства, <преобразующие лучистую энергию Солнца в электрич. энергию (солнечные батареи).Фотохим. действие света лежит в основе фотографии и изучается в спец. области, <пограничной между химией и О., - фотохимии. Изменение оптич. свойств веществпод действием света(фотохромизм )используется при разработках новыхсистем записи и хранения информации для нужд вычислит. техники и созданиязащитных светофильтров, автоматически увеличивающих поглощение света привозрастании его интенсивности. Получение мощных потоков монохроматпч. лазерногоизлучения с разными длинами воли открыло пути к разработке методов лазерногоразделения изотопов и стимулирования направленного протекания хим. реакций, <позволило О. найти новые, нетрадиц. применения в биофизике (воздействиелазерных световых потоков на биол. объекты на молекулярном уровне) и медицине. <В технике использование лазеров привело к появлению оптич. методов обработкиматериалов (см., напр., Лазерный отжиг). Благодаря возможности спомощью лазеров за короткое время концентрировать на площадках с линейнымиразмерами ~10 мкм большие мощности излучения интенсивно развивается оптическийметод получения высокотемпературной плотной плазмы с целью осуществленияУТС (см. Лазерный термоядерный синтез).

Успехи О. стимулировали развитие оптоэлектроники. В её задачу входит разработка оптич. устройств для замены элементови отд. блоков в вычислит. машинах, а также разработка новых подходов крешению задач вычислит. техники и обработки информации на основе принциповголографии и когерентной оптики. Техн. основой оптоэлектроники является интегральная оптика, предлагающая для решения её задач широкое использованиеволноводных систем и многофункциональных миниатюрных модулей с линейными нелинейным преобразованием оптич. излучения. С появлением лазеров дальнейшееразвитие получили оптич. дальнометрия (см. Светодальномер), оптическаялокация и оптическая связь. Оптич. дальномеры применяются вгеодезич. практике, при строит. работах и пр. Методами оптич. локации былоуточнено расстояние до Луны, ведётся слежение за ИСЗ; по линиям лазернойоптич. связи ведутся телефонные переговоры и передаются изображения. Созданиесветоводов с малым затуханием повлекло за собой практич. разработки системкабельной оптич. связи, имеющей ряд преимуществ по сравнению с электрич. <проводной связью.

Физиологическая О. изучает строение ифункционирование всего аппарата зрения - от глаза до коры мозга; разрабатываетсятеория зрения, восприятия света и цвета. Результаты физиологич. О. используютсяв медицине, физиологии, технике при разработке разнообразных устройств- от осветит. приборов и очков до цветного кино и телевидения. (Подробнеесм. в ст. Физиологическая оптика, Зрение, Колориметрия.)

Исторический очерк. Древние греки(Аристотель, Платон, Евклид) нашли законы прямолинейного распространенияи отражения света. В ср. века стали известны эмпирич. правила построенияизображений, даваемых линзами; ок. 1590 3. Янсен (Z. Janssen) построилпервый двухлинзовый микроскоп; в 1609 Г. Галилей (G. Galilei) изобрёл телескоп. <Точные законы преломления света были экспериментально установлены ок. 1620В. Снеллиусом (W. Snellius, см. Снелля закон преломления) и в 1637Р. Декартом (R. Descartes). Последующей формулировкой Ферма принципа(1660) был завершён фундамент построения геом. О.

Дальнейшее развитие О. связано с открытиямидифракции и интерференции света [Ф. Гримальди (F. M. Grimalcli), опубликованов 1665], двойного лучепреломления [Э. Бартолин (Е. Bartolin), 1669] и сработами И. Ньютона (I. Newton), P. Гука (R. Hooke) и X. Гюйгенса (Ch.Huygens). Ньютон обращал большое внимание на периодичность световых явленийи допускал возможность их волновой интерпретации, но отдавал предпочтениекорпускулярной концепции света, считая его потоком частиц, действующихна эфир. Движением световых частиц через эфир переменной плотности и ихвзаимодействием с материальными телами, по Ньютону, обусловлены преломлениеи отражение света, цвета тонких плёнок, дифракция света и его дисперсия. <Именно Ньютон осознал поляризацию как "изначальное" свойство света, объясняемоеопредел. ориентацией световых частиц по отношению к образуемому ими лучу.X. Гюйгенс полагал, что световое возбуждение есть импульсы упругих колебанийэфира, распространяющиеся с большой, но конечной скоростью. Первое её эксперим. <определение произвёл в 1676 О. имер (О. Ch. Romer, см. Скорость света). Наиб. <вкладом Гюйгенса в О. является Гюйгенса- Френеля принцип, атакже объяснение двойного лучепреломления. Однако Гюйгенс не разработалпоследовательно волновую теорию света, к-рая выдержала бы противопоставлениевоззрениям Ньютона.

Победа волновой О. связана с работамиТ. Юнга (Th. Young) и О. Френеля (A. J. Fresnel). В 1801 Юнг сформулировалпринцип интерференции, позволивший ему объяснить цвета тонких плёнок (см.Полосы равной толщины). Опираясь на этот принцип, Френель по-новомуистолковал принцип Гюйгенса, дал удовлетворит. волновое объяснение прямолинейностираспространения света и объяснил многочисл. дифракц. явления. В опытахФренеля и Араго (D. F. Arago) было установлено, что волны, поляризованныеперпендикулярно друг другу, не интерферируют; это дало основания высказатьидею о поперечности световых колебаний, исходя из к-рой Френель построилтеорию кристаллооптич. явлений. Т. <о., все известные к тому времени оптич. <явления получили волновую интерпретацию. Детальная разработка представленийо свете как поперечных упругих колебаниях эфира приводила к необходимостиискусств. теоретич. построений (так, эфир наделялся свойствами твёрдогосостояния и в то же время допускалось, что в нём могут свободно перемещатьсятела). Эти трудности были разрешены при последоват. развитии учения Дж. <К. Максвелла (J. С. Maxwell) об эл.-магн. поле. Основываясь на открытииМ. Фарадея (М. Faraday), Макснелл пришёл к выводу, что свет есть эл.-магн.,а не упругие волны.

Первым указанием на непосредств. связьэлектромагнетизма с О. было открытие Фарадеем (1848) вращения плоскостиполяризации света в магн. поле (Фарадея эффект). Далее былоустановлено, что отношение эл.-магн. и электростатич. единиц силы токано абс. величине и размерности совпадает со скоростью света с[В. <Вебер (W. Weber) и Ф. Кольрауш (F. Kohlrausch), 1856]. Максвелл теоретическипоказал, а Г. Герц (Н. R. Hertz) в 1888 подтвердил экспериментально, чтоизменения эл.-магн. поля распространяются в вакууме именно с этой скоростью. <В прозрачной среде скорость света т. е. определяется диэлектрич. и магн. проницаемостями среды. Открытиев 1862 Ф. Леру (F. P. Leroux) аномальной дисперсии, к-рая связана с поглощениемсвета, привело к представлению о веществе как совокупности осцилляторов, <с к-рыми взаимодействует свет (В. Зельмейер, 1872). В 90-х гг. 19 в. П. <Друде (P. Drude), Г. Гельмгольц (Н. Helmholtz) и X. Лоренц (Н. A. Lorentz)при разработке электронной теории строения вещества объединили идею обосцилляторах и эл.-магн. теорию света. Представление об электронах какоб осцилляторах, к-рые входят в состав атомов и молекул и способны совершатьв них колебания, позволило описать мн. оптич. явления, в т. ч . нормальнуюи аномальную дисперсию. Подтверждением представлений о том, что излучениеи поглощение света определяются поведением электронов в атомах, явилосьоткрытие в 1896 П. Зееманом (P. Zeeman) и истолкование в 1897 Лоренцемдействия магн. поля на частоты излучения и поглощения атомов ( Зееманаэффект). В полном согласии с теорией Максвелла оказалась и величина давлениясвета, измеренная П. Н. Лебедевым в 1899. Эл.-магн. теория света сталаотправным пунктом и при создании относительности теории. Плодотворностьклассич. электродинамич. теории света Максвелла - Лоренца неоднократноподтверждалась и в дальнейшем, напр. при истолковании И. Е. Таммом и И. <М. Франком (1937) эффекта Черенкова - Вавилова излучения, в выдвиженииД. Габором (D. Gabor, 1947) идеи голографии (с записью волновогоноля в одной плоскости), в разработке оригинального направления трёхмернойголографии, начало к-рому положили работы Ю. Н. Денисюка (1962), и т. <д.

Электродинамич. теория, однако, оказаласьнедостаточной для описания процессов поглощения и испускания света. М. <Планк (М. Planck), анализируя спектры излучения абсолютно чёрного тела, пришёл к заключению (1900), что элементарная колебат. система (атом, <молекула) отдаёт волновую энергию эл.-магн. полю или получает её от негоне непрерывно, а порциями, пропорциональными частоте колебаний, - квантами. <Работы Планка и А. Эйнштейна (A. Eiaslein, 1905), к-рый приписал квантамкроме энергии также импульс и массу, вернули О. мн. черты корпускулярныхпредставлений. Интенсивность эл.-магн. поля в квантовой О. определяет вероятностьобнаружения фотона, а структура поля отражает квантовую структуру ансамбляэлементарных излучателей (атомов, молекул) и распределение актов излученияво времени. Т. о., при сохранении физ. смысла поля фотоны, возникающиепри актах испускания света и существующие только при движении со скоростьюсвета, приобрели черты материальных частиц. Фотонные представления позволилиЭйнштейну объяснить осн. законы фотоэффекта, впервые исследованныеА. Г. Столетовым в 1888 - 90; они дают наглядное истолкование существованиюКВ-границы в тормозном излучении электронов, Комптона эффекти, открытомув 1923, стоксову сдвигу частоты излучения фотолюминесценции, комбинац. <рассеянию света [открытому в 1928 Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергоми независимо Ч. В. Раманом (Ch. V. Raman)] и др. явлениям взаимодействиясвета с веществом.

В совр. О. квантовые представления непротивопоставляются волновым, а сочетаются на основе квантовой механики и квантовой электродинамики. Квантовая теория позволила датьинтерпретациюспектрам атомов, молекул и ионов, объяснить воздействие электрич., магн. <и акустич. полей на спектры, установить зависимость характера спектра отусловий возбуждения и т. д. Примером обратного влияния О. на развитие квантовойтеории может служить открытие собств. механич. момента - спина - исвязанного с ним собств. магн. момента у электрона и др. частиц, повлёкшееза собой установление Паули принципа(1926) и истолкование сверхтонкойструктуры спектров [В. Паули (W. Pauli), 1928].

Наиб. важное событие совр. О. - эксперим. <обнаружение и создание методов генерации вынужденного излучения атомови молекул. Вынужденно испущенный фотон дублирует фотон, вызвавший переход, <н, если имеется активная среда с инверсией населённости, этот процессможет многократно повторяться - происходит усиление нач. светового потока. <Добавление к такому квантовому усилителю оптич. обратной связи превращаетего в оптич. квантовый генератор (лазер). Первые квантовые генераторы (всантиметровом диапазоне длин волн - мазеры) были созданы А. М. Прохоровым, <Н. Г. Басовым и Ч. Таунсом (Ch. H. Townes) в 1954. В наст. время (90-егг.), используя разл. методы получения инверсной населённости, строят лазерына твёрдых, жидких, газообразных и плазменных средах. Их появление стимулировалодальнейшее развитие традиц. областей О. и привело к возникновению совершенноновых научных и техн. направлений (нелинейная и параметрич. О., оптич. <обработка материалов), сделало возможным практич. реализацию и широкоеприменение ранее высказанных идей (голография, УТС, оптич. компьютер).

Лит.. Ландсберг Г. С., Оптика, 5изд., М., 1976; Вавилов С. И., Микроструктура света, М., 1950; ГерцбергерМ., Современная геометрическая оптика, пер. с англ., М., 19G2; Борн М..ВольфЭ., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Действие излучения большоймощности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Бруевича, М. А. Ельяшевича, М.,1970; Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов, под ред. <Г. Камминса, Э. Пайка, пер. с англ., М., 1978; Ахманов С. А., КоротеевН. И., Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света, М., 1981;Дмитриев В. Г., Тарасов Л. В., Прикладная нелинейная оптика, М., 1982;Ж аров В. П., Летохов В. С., Лазерная оптико-акустическая спектроскопия, <М., 1984; Коварский В. А., Перельман Н. Ф., Авербух И. Ш., Многоквантовыепроцессы, М., 1985; Зельдович Б. Я., Пилипецкий Н. Ф., Шкунов В. В., Обращениеволнового фронта, М., 1985; Лазерная аналитическая спектроскопия, под ред. <В. С. Летохова, М., 1986.

А. М. Бонч-Бруевич.