КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕСКИХПРИБОРОВ

Основы современной оптики были заложены в далеком прошлом. Греческий философ Платон (427-347 гг. до н. э.) создал одну из первых теорий света, а Аристотель (384-322 гг. до н. э.)

объяснил сущность зрения. Хотя многие теоретические положения древних философов, а позднее и ученых средних веков, были недостаточны, порой просто ошибочны, тем не менее они способствовали развитию правильных взглядов на оптические явления и созданию различных оптических приборов.

Старейшие оптические приборы лупа и очки.

Изобретение зрительной трубы, а затем и микроскопа относится к началу XVII в Предполагают, что зрительная труба была изобретена в Италии медиком Фракосторо (1483-1553), однако первая заявка на изобретение зрительной трубы была подана в Нидерландах Липперсгеем в 1608 г. В Италии в 1609 г Галилеи изобрел свою знаменитую зрительную трубу с окуляром в виде отрицательной линзы. К этому же периоду относится и изобретение микроскопа, хотя дата и автор изобретения до сих пор неизвестны.

Оптика, как один из разделов физики, получила наиболее раннее развитие Энгельс, характеризуя развитие науки в средние века, писал, что физика, в собственном смысле слова, была еще в самой первоначальной стадии, за исключением оптики, успехи которой были вызваны практическими потребностями астрономии.

Значительное влияние на развитие оптики оказал Исаак Ньютон (1643-1727). В Кембридже в 1669, 1670 и 1671 гг. он читал "Лекции по оптике" (изданные в 1728 г), где излагал основы теории преломления света и происхождения цветов В 1704 г была издана работа Ньютона "Оптика или трактат об отражения преломлениях, изгибаниях и цветах света"

В России очки и зрительные трубы появились в начале XVII в, а в середине XVII в. они нашли широкое практическое применение, главным образом в военном деле.

Общий рост промышленности, торговли и военной техники пои Петре I благотворно повлиял на дальнейшее развитие оптики в России

Интересно отметить, что с момента учреждения в России Академии наук (1725 г) там были организованы кафедра оптики и оптическая мастерская Одним из руководителей кафедры оптики был академик Леонард Эйлер (1707-1783), написавший в 1771г. книгу "Диоптрика", в которой изложил основы геометрической оптики. Оптическая мастерская при Петербургской академии наук существовала около ста лет и сыграла большую роль в развитии оптики в России

Исключительное влияние на развитие оптики в России оказал Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) В 1756 г он написал трактат "О происхождении света", в котором излагается механика световых колебаний эфира на основе волновой теории Кроме того, Ломоносов создал целый ряд оптических инструментов и приборов, разработал метод анализа прозрачных твердых тел и растворов по их показателю преломления, дал рецептуру и исследовал способы варки цветного стекла

Развитие оптических приборов тормозилось из-за неумения бороться с хроматической аберрацией линз. Только в 1807 г. за рубежом появились первые ахроматические микроскопы.

В 1767 г. в Петербурге был открыт класс математических инструментов при Академии художеств, существовавший до 1795 г. и изготовлявший различные оптические приборы. В 1803 г. при Государственной адмиралтейской коллегии в Петербурге была организована оптическая мастерская, изготовлявшая главным образом оптические приборы для нужд российского флота.

Крупным событием в развитии оптического приборостроения был пуск в 1805 г. первого завода оптического стекла в Баварии.

Ко второй четверти XIX в. относятся замечательные работы в области оптических приборов минского чиновника О. Н. Малафеева, талантливого изобретателя-самоучки.

В середине XIX в. в работах по оптике принимают участие видные ученые Петербургского, Московского и других университетов. Профессор Казанского университета, известный математик П. И. Лобачевский (1793-1856) подает на конкурс в Петербургской академии наук работу "Об истинной теории света", в которой объясняет теорию света на основе волн-корпускул. Профессор физики Московского университета Н. А. Любимов (1830-1896) в 1872 г. публикует работу "Новая теория поля зрения и увеличения оптических снарядов", в которой он обосновал теорию поля зрения зрительных труб системы Галилея. Профессор физики Новороссийского университета Ф. Н. Шведов (1840-1905) разрабатывает систему оптического дальномера. Профессор физики Петербургского университета Ф. Ф. Петрушевский (1828-1904) разрабатывает в 1872-1873 гг. "лунный спектрофотометр", затем в 1884 г. - фотометр сравнения, ряд маячных осветительных устройств, а в конце 80-х годов вместе с братом, военным инженером, - дальномер.

Вторая половина XIX в. ознаменовывается изобретением новых источников света. В 1873 г. А. Н. Лодыгин демонстрирует первую лампу накаливания, а спустя три года, в 1876 г., И. Н. Яблочков берет патент на электрическую свечу. В. Н. Чиколев (1845-1898) разрабатывает кольцевой отражатель и создает новый метод испытания прожекторных отражателей (1892). Профессор физики Московского университета А. Г. Столетов (1839-1896) создает учебник "Введение в акустику и оптику" (1900), который на долгиe годы становится настольной книгой всех занимающихся оптикой.

В начале XX в. учеными России были выполнены важные исследования по оптике. Профессор физики Московского университета П. Н. Лебедев (1866-1912) в 1899 г. впервые в мировой науке экспериментально показал существование давления света, а в 1909 г. продемонстрировал давление света на газы. Академик Н.П. Лазарев (1878-1942) в 1907 г. и в более поздние годы в своих работах исследует химическое действие света. Его работы в области выцветания красок и пигментов имеют огромное прикладное значение.

Академик Д. С. Рождественский (1876-1940) выполнил ряд работ в области аномальной дисперсии света в парах натрия и разработал интерференционный метод количественного изучения аномальной дисперсии в парах, так называемый "метод крюков" (1912).

В 1914 г. началась мировая война и был прекращен импорт в Россию оптических приборов и стекла. В связи с этим было организовано "Российское акционерное общество оптических и механических производств", а на Петербургском императорском фарфоровом заводе было начато производство оптического стекла. Уже в 1916 г. этот завод освоил варку нескольких сортов оптического стекла.

На этом заканчивается дореволюционный период развития оптики в России. Октябрьская революция открыла новую страницу в развитии русской науки. Наука приобрела значение важного государственного дела. На ее развитие государство стало отпускать значительные средства. Широкое распространение получила научно-исследовательская работа в учебных и во вновь созданных отраслевых институтах.

В декабре 1918 г. в Петрограде организуется Государственный оптический институт (ГОИ), специально предназначенный для решения различных научных и технических проблем в области оптического стекловарения и оптико-механического производства. В Ленинградском политехническом институте впервые в СССР в 1925 г. создается специализация по светотехнике под руководством академика М. А. Шателена (1865-1953). В Москве создается электротехнический институт (ВЭИ), вскоре ставший ведущим в области светотехники. Во многих научных институтах разрабатываются отдельные оптические вопросы прикладного характера. При Московском государственном университете в 1923 г. организуется институт физики, возглавляемый А. С. Предводителевым. В оптической лаборатории Института физики МГУ с 1930 г. развернулись крупные работы в области физической сущности света, спектрального анализа, флюоресценции и фосфоресценции.

Наряду с расширением сети научно-исследовательских институтов государство принимает ряд мер по расширению существующих и созданию новых оптико-механических заводов, которые занимаются выпуском оборудования для разнообразных нужд народного хозяйства страны (фотоаппаратов, микроскопов, измерительных приборов, киносъемочной и проекционной аппаратуры и т. д.).

В связи с расширением оптического производства потребовались новые кадры, поэтому в ряде втузов были организованы специальные факультеты для подготовки специалистов в области оптики: оптико-механические факультеты ЛИТМО, МИИГАиК и МВТУ. Большой вклад в дело подготовки специалистов-оптиков внесли физические факультеты университетов, и в особенности Московского и Ленинградского.

В этот период объем выполненных работ в области оптики значительно увеличился.

Большую серию работ выполнил академик С. И. Вавилов (1890-1950) - основатель советской школы люминесценции и автор выдающихся работ по фотолюминесценции. С. И. Вавилов - автор большого количества книг и статей по различным разделам оптики.

Многие ученые нашей Родины за выдающиеся работы в области оптики награждены правительственными наградами. Среди них Г. С. Ландсберг - за разработку метода спектрального анализа для определения состава сплавов и спецсталей, Ф. А. Королев - за работы в области спектрального анализа, И. В. Обреимов - за труды о приложении дифракции для физических и технических измерений, С. И. Вавилов, В. П. Левшин, М. А. Константинова, В. А. Фабрикант, Ф. А. Бутаева и В. И. Долгополов - за разработку люминесцентных ламп, Н. Г. Басов и А. М. Прохоров - за создание молекулярного оптического генератора.

Государственный оптический институт (ГОИ) является ведущим учреждением в Советском Союзе в области оптики. Большую организационно-техническую работу по созданию института провел академик Д. С. Рождественский, бессменный руководитель института с 1918 по 1932 г. Его работы в области спектроскопии и микроскопии расширили возможности спектрального анализа и видения через микроскоп.

Первые работы ГОИ были направлены на развитие отечественного оптического стекловарения - базы оптико-механической промышленности. С первых дней создания института в нем работали талантливые ученые: академики И. В. Гребенщиков и А. А. Лебедев, члены-корреспонденты Академии наук Н. Н. Качалов и А. И. Тудоровский, работы которых в области производства оптического стекла позволили уже в 1927 г. прекратить его импорт. И сейчас, несмотря на значительный вклад ряда заводов оптического стекла в решение проблем стекловарения, ГОИ принадлежит ведущая роль на этом сложнейшем участке оптического производства.

Одновременно с решением проблем оптического стекловарения перед институтом были поставлены практические задачи по развитию оптотехнических методов испытания и контроля оптических систем, задачи по светотехнике, фотометрии и фотографии, задачи постановки вычислительного дела. Первоначально взятое направление работ соответствовало нуждам страны и в последующие годы все расширялось и углублялось, захватывая все новые и новые отрасли оптики.

Широкий круг вопросов вычисления оптических систем, анализа аберраций существующих оптических приборов был решен членом-корреспондентом АН СССР А. И. Тудоровским (1875- 1963), руководителем вычислительного отдела ГОИ.

В оптотехническом отделе ГОИ под руководством академика

В. П. Линника производится paзработка методов и приборов анализа оптических систем.

Вопросы светотехники разрабатывают во Всесоюзном научно-исследовательском светотехническом институте (ВПИСИ), выделенном из ВЭИ в 1951 г.

В годы Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. оптическая промышленность была перебазирована в восточные районы страны и успешно разрешала вопросы производства в тяжелых условиях военного времени. "Советская оптика в лице своих ученых, инженеров и квалифицированных рабочих с честью выполнила свою задачу перед Родиной. Красная Армия во время войны никогда не жаловалась на оптику, она имела ее в хорошем виде и вдоволь".

В послевоенные годы мирные устремления Советского Союза определили направление развития оптики в стране. Оптические заводы переключили свое производство на выпуск оптических приборов для удовлетворения нужд населения, научных исследований и промышленности.

В период 1949-1953 гг. оптико-механическая промышленность разработала и изготовила наиболее современные оптические приборы для лабораторий нового здания Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Среди них спектральные приборы, приборы большой дисперсии и разрешающей способности, интерференционные спектральные приборы, спектральные приборы для визуальных наблюдений, спектрофотометры, приборы для инфракрасной области спектра и др.

В 1951 г. В. А. Фабрикант, Ф. А. Бутаева и М. М. Вудынский открыли явление молекулярного усиления электромагнитных волн, послужившее началом развития новой отрасли оптического приборостроения - оптических квантовых генераторов, ныне получивших широкое применение в астрономии, технике связи и т. п.

В последнее десятилетие в связи с широким применением быстродействующих электронно-вычислительных машин стало возможно сократить сроки расчета сложнейших оптических систем.

Все больше применяются оптические системы с несферическими поверхностями, позволяющими достичь более высокого качества изображения, а также оптические системы двоякой симметрии, позволяющие получать различный масштаб изображения в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Советская оптико-механическая промышленность сейчас полностью удовлетворяет нужды промышленности и научных лабораторий отечественными приборами и оборудованием.