19. stoljeće - Optika

Tijekom se 19. st. počinje razvijati valni koncept prirode svjetlosti koji postupno prevladava nad korpuskularnom teorijom svjetlosti prihvaćenom u 18. st.

Engleskoga fizičara, liječnika, astronoma, erudita i svestranoga istraživača Thomasa Younga (1773. – 1829.) smatramo utemeljiteljem fizikalne optike. Njegova su postignuća značajno utjecala na modernu znanost, posebno na razvoj valne teorije svjetlosti, koju je uveo u djelu Skice i ekperimenti u vezi sa zvukom i svjetlošću. Young je pretpostavio da su valovi svjetlosti tranverzalni i razjasnio je interferenciju svjetlosti. Bavio se istraživanjem vida te je objasnio akomodaciju oka i astigmatizam, pa ga smatramo i utemeljiteljem fiziološke optike. Pridonio je teoriji boja postavivši hipotezu o percepciji boja koja ovisi o tri vrste živčanih vlakana u mrežnici koja reagiraju na crvenu, zelenu i ljubičastu svjetlost. Teoriju je kasnije razvio Hermann von Helmholtz (Young – Helmholtzova teorija), a eksperimentalno je dokazana 1959. godine.

Huygensovu teoriju svjetlosti preispituje i predstavlja u analitičkom obliku francuski inženjer, matematičar i fizičar Etienne-Louis Malus (1775. – 1812.). On 1809. godine objavljuje otkriće polarizacije refleksijom, a 1810. godine i teoriju dvoloma svjetlosti na kristalima. Malus je otkrio i uvjet pod kojim dolazi do polarizacije refleksijom, no zakonitost je u potpunosti, nešto kasnije, formulirao David Brewster. Malusov zakon opisuje ovisnost intenziteta polarizirane svjetlosti o kutu koji zatvaraju polarizator i analizator. Sir David Brewster (1781. – 1868.) škotski znanstvenik, izumitelj i pisac, posvetio se izučavanju optike i dao joj najveće doprinose u opisu polarizacije refleksijom i refrakcijom, otkriću polarizirane strukture inducirane toplinom i tlakom, otkriću dvoosnih kristala te otkrivanju veze između optičkih struktura i kristala.

Augustin Jean Fresnel (1788. – 1827.) francuski je fizičar poznat po svojim teorijskim i eksperimentalnim istraživanjima prirode svjetlosti. Proučavao je ogib, interferenciju, polarizaciju i aberaciju svjetlosti. Fresnel je prvi 1821. godine matematičkim metodama dokazao Youngovu pretpostavku da je svjetlost transverzalni val i objasnio polarizaciju uz tu pretpostavku. Konstruirao je brojne optičke uređaje kao npr. Fresnelove leće, Fresnelov romb, a najpoznatija su tzv. Fresnelova zrcala koja omogućavaju postizanje interferencije svjetlosti bez ogiba na otvoru.

Plejadi znamenitih francuskih znanstvenika, zagovornika valne teorije svjetlosti u 19. st., pripada i François Jean Dominique Arago (1786. – 1853.), matematičar, fizičar, astronom i političar. Bavio se mnogim područjima fizike (termodinamikom, akustikom, magnetizmom) i bio slavan kao vrstan popularizator i predavač astronomije. Blizak prijatelj Fresnela, podržavao je njegove teorije o svjetlosti i zajedno s njim obavljao optičke pokuse. Arago je izumitelj polariskopa i polarizacijskoga filtra. Ključni pokus koji je 1838. godine podupro valnu teoriju o prirodi svjetlosti, onaj o izravnom mjerenju brzine svjetlosti u različitim sredstvima koji su ostvarili Hippolyte Fizeau i Léon Foucault, sugerirao je upravo Arago.
           
Armand Hippolyte Louis Fizeau (1819. – 1896.) zarana se počeo baviti optikom. Istražuje intereferenciju svjetlosti i 1848. predviđa crveni pomak elektromagnetnih valova čime je uključen u otkriće Dopplerova efekta. Godine 1849. objavljuje prve rezultate svoje metode određivanja brzine svjetlosti tzv. Fizeau – Foucault-uređajem. Jean Bernard Léon Foucault (1819. – 1868.) skupa s Fizeauom poduzima niz istraživanja o intenzitetu Sunčeve svjetlosti, interferenciji infracrvenoga zračenja i kromatskoj polarizaciji. Godine 1850. koristi Fizeau – Foucaultov uređaj za određivanje brzine svjetlosti u poznatom Foucault – Fizeauovu pokusu. Foucaultu dugujemo izum polarizatora, koji zovemo njegovim imenom, i metodu procjene kvalitete teleskopa reflektora tzv. „Foucaultov test“.

Foucault je znamenit i po pokusu s tzv. Foucaultovim njihalom kojim je 1851. godine dao eksperimentalni dokaz Zemljine vrtnje.