Lịch sử quang học

Quang học là một lĩnh vực vật lý học, chuyên nghiên cứu về ánh sáng, cụ thể la nguồn gốc và cách truyền ánh sáng, cách thức nó biến đổi cùng vời những hiện tượng đi kèm với nó. Quang học có quá trình lịch sử lâu dài, có thể nói là một trong những lĩnh vực khoa học lâu đời nhất của văn minh nhân loại.
Trong lịch sử của mình, loài người đã sử dụng ánh sáng từ rất sớm với các yếu tố tự nhiên như Mặt Trời, Mặt Trăng, sao và lửa. Trong đó lửa là nguồn ánh sáng được khai thác nhiều nhất trong cuộc sống và được sử dụng trong rất nhiều thế kỷ trước khi con người tìm ra được cách sử dụng điện để thắp sáng.
Khi con người dần bước vào thế giới văn minh, con người phát hiện nhiều hiện tượng liên quan đến ánh sáng như bóng tối, khúc xạ, phản xạ ánh sáng. Đồng thời con người sử dụng những hiện tượng này để phục vụ cho đời sống của mình. tuy nhiên, con người chỉ thực sự nghiên cứu ánh sáng như là một môn khoa học nghiêm túc kể từ Hy Lạp cổ đại. Vào lúc này con người mới bắt đầu tranh luận nhiều hơn về ánh sáng cho những câu hỏi: Nó là gì?, Nó có từ đâu?, Nó đi như thế nào?. Và công việc này vẫn được tiếp tục trong thời Hy Lạp hóa và La Mã cổ đại. Công trình thể hiện sự quan trọng của quang học đối với con người mang tầm vĩ mô đó là hải đăng Alexandria.
Đến thời kỳ Trung Cổ, châu Âu và Ả Rập có những bước tiến quan trọng trong việc nghiên cứu ánh sáng. Người Trung Quốc có thể có những quan tâm nhất định đến quang học, thế nhưng cũng giống như nhiều môn khoa học khác, quang học đã bị họ bỏ rơi trong nhiều thế kỷ. Vào thời kỳ này, ngoài việc nghiên cứu ánh sáng như là một đối tượng nghiên cứu, con người đã ứng dụng các lý thuyết quang học để giải thích một số hiện tượng thiên nhiên. Tiêu biểu là cầu vồng.
Đến thời kỷ Phục hưng, quang học càng trở nên quan trọng hơn đối với các học giả. Nhờ có quang học, các nhà thiên văn học đã để ý nhiều hiện tượng trong vũ trụ và bắt đầu tỏ ra hoài nghi đối với một số ý nghĩ vốn đã tồn tại từ lâu trong nhiều thế kỷ. Đồng thời, con người thời kỳ này đã tiếp cận những bước đi đầu tiên để sử dụng ánh sáng như là một công cụ để ghi lại các hình ảnh. Thêm vào đó, con người cũng đã bắt đầu dùng các nguyên lý quang học để chế tạo các thiết bị có thể giúp con người quan sát tốt hơn như kính viễn vọng.
Thế kỷ 17 chứng kiến những bước phát triển mạnh mẽ hơn của quang học. Isaac Newton, người nổi bật vì định luật vạn vật hấp dẫn và tích phân hơn là vì các công trình khác, có những đóng góp quan trọng cho quang học. Thứ nhất, ông khẳng định ánh sáng trắng là tổng hợp của nhiều tia sáng, trong đó có 7 tia sáng cơ bản. Thứ hai, ông đã thiên kế chiếc kính viễn vọng tốt hơn chiếc kính của Galileo Galilei trước đó. Tác phẩm quang học nổi tiếng của Newton là Opticks. Quan sát vĩ mô như vậy, quan sát vi mô cũng rất đáng chú ý với chiếc kính hiển vi đầu tiên của Antonie van Leeuwenhoek.
Thế kỷ 18 chứng kiến quang học được ứng dụng để thực hiện các quan sát, đặc biệt là các quan sát thiên văn học, với mức độ chưa từng thấy. Tiêu biểu nhất đó chính là William Herschel. Herschel đã sử dụng những chiếc kính thiên văn khổng lồ chưa từng thấy để quan sát thiên thể trong vũ trụ. Một trong những phát hiện đáng chú ý nhất của ông đó là việc tìm ra Hải Vương tinh.
Thế kỷ 19 chứng kiến nhiều thách thức cho giới khoa học khi những phát hiện mới không thể nào được giải thích bằng những nền tảng cũ. Trong quang học, tiêu biểu nhất là thí nghiệm của Thomas Young. Trước đó, Newton đã cho rằng ánh sáng gồm các hạt ánh sáng. Tuy nhiên, thí nghiệm tiêu biểu của một vị bác sĩ đã khiến cho mọi người đương thời cảm thấy lúng túng vì phát hiện ánh sáng có tính sóng. Đồng thời, quang học có thêm nhiều ứng dụng quan trọng trơng thế kỷ này. Đầu tiên có thể nhắc đến đó là nhiếp ảnh, thứ đã giúp con người lưu trữ hình ảnh tốt hơn. Tiếp theo đó chính là quang phổ học, lĩnh vực giúp con người tìm ra nhiều nguyên tố hóa học hơn.
Thế kỷ 20 là thế kỷ mà những phát triển khoa học nhanh như vũ bão và quang học không phải là ngoại lệ. Cuối cùng thì thắc mắc về bản chất ánh sáng đã được giải đáp với hai nhà khoa học vĩ đại Max Placnk và Albert Einstein: Ánh sáng là một hiện tượng gồm các hạt ánh sáng di chuyển theo các sóng. Vậy là rút cục, Newton đúng và Young cũng đúng! Thời kỳ này cũng chứng kiến một trong những ứng dụng khủng khiếp nhất của các lý thuyết khoa học: Ánh sáng trở thành vũ khí với sức hủy diệt không thể tưởng tượng.