Оптика

Оптика. 1 Содержание этой науки. — О. представляет собой отдел физики, в котором рассматриваются световые явления; подразделяется на следующие части: а) геометрическая О., b) физическая О. и с) физиологическая О. Основание геометрической О. составляют опытом найденные законы прямолинейного распространения, отражения и преломления света, а также закон квадратов расстояний и понятие о луче; ни критика тех опытов, на основании которых заключили о существовании этих законов, ни рассмотрение тех возможных и вероятных физических причин, из которых эти законы являются простым математическим, т. е. логическим следствием, в область геометрической О. не входят. Геометрическая О. ставит своей задачей математическое исследование хода световых лучей при различных условиях; эти исследования могут иметь целью: или найти путь лучей, когда заданы свойства и форма тех прозрачных средин, по которым лучи должны проходить; или обратно — разыскать свойства (оптические) и форму прозрачных средин, при которых пути лучей удовлетворяли бы некоторым заранее поставленным требованиям; при всех этих вопросах законы движения по различным средам и законы перехода из одной в другую предполагаются известными. Главное и единственное средство, при помощи которого геометрическая О. получает свои результаты, есть чистая математика. Физическая О. занимается разысканием условий, необходимых для того, чтобы те или другие световые явления совершались, а также законов. связывающих количественную сторону совершающихся световых явлений с количественной стороной других физических явлений, которые являются или причиной рассматриваемых световых явлений, или сопровождают их, или суть непосредственные следствия их. Не ограничиваясь только разысканием вышеуказанных условий и связей — физическая О. старается и объяснить их, делая различные гипотезы о сущности световых явлений; исходя из этих гипотез, выраженных математически, стараются показать необходимость тех, уже из опыта известных, законов, которым световые явления подчиняются. также стараются получить указание на существование новых оптических явлений, на законы, по которым они должны совершаться, и на ту опытную обстановку, при которой они могут быть наблюдаемы. Получив такие указания, стараются подтвердить предсказанное опытом. Следовательно, гипотезы и развивающиеся из них теории служат не только для систематизации громадного опытного материала, относящегося к световым явлениям, но и служат указателями того в каком направлении и при какой обстановке нужно работать далее; благодаря таким теоретическим наведениям и указаниям найдены такие поразительные явления, как коническое лучепреломление, некоторые особые случаи дифракции, явления Герца и др. Главным средством физической О. служит опыт, математика и механика, при чем решающая роль принадлежит опыту. Физиологическая О. занимается исследованием ощущений, вызываемых в наблюдателе светом, попадающим на сетчатку глаза.

II. Исторический очерк развития О. Выше указанное разделение О. образовалось только с накоплением достаточного опытного и теоретического материала; постепенный рост этого материала в общих чертах следующий: за 300 лет до P. Хр. Евклид устанавливает факт прямолинейного распространения света и законы отражения, чем и кладет основание геометрической О., но рассмотрение отражения света от зеркал плоских и сферических сделано только в 1 в. по Р. Хр. Птоломеем в его трактате об О.; в этом же веке (50 лет по Р. Хр.). Клеомед устанавливает качественно законы преломления, т. е., что при переходе луча из среды менее плотной в среду более плотную он приближается к перпендикуляру, и наоборот; Птолемей пытался найти количественную связь между углами падения и преломления, но это ему не удалось: его измерения привели к неверному заключению, именно — углы преломления пропорциональны углам падения. Около 1000 лет по P. Хр. Алхацен показывает, что от каждой точки светящегося предмета идут лучи к глазу, высказывает мнение, что свет не может распространяться мгновенно, рассматривает отражение от цилиндрических и конических зеркал и, исследуя преломление света, находит неверность закона Птолемея, но точного закона ему найти не удается; разбирая преломление при прохождении лучей через прозрачный шар показывает, что солнечная теплота и лучи собираются в некотором расстоянии от шара. В XIII в. по Р. Хр. Роджер Бакон, рассматривая преломление через сферические поверхности, указывает, что, благодаря преломлению, кажущиеся размеры предметов могут быть увеличены, так что, следовательно, возможно"... читать мельчайшие буквы с огромных расстояний...", но опытом этого не подтверждает; кроме этого Бакон разбирает параболические зеркала и показывает существование сферической аберрации в сферических зеркалах; в этом же веке изобретены очки, но имя изобретателя неизвестно. В XVI в. Мавродик открывает сферическую аберрацию в чечевицах, объясняет действие очков и изображения через малые отверстия, Делла Порта изобретает камеру-обскуру; к концу XVI и началу XVII вв. почва для изобретения микроскопа и зрительной трубы оказывается вполне подготовленной, так что оба эти громадной важности прибора изобретаются, но имена первых устроителей этих приборов с достоверностью нам неизвестны. XVII век особенно богат прекрасными оптическими открытиями: Кеплер находит и объясняет полное внутреннее отражение, разбирает ход лучей в стеклах и трубах, дает планы новых зрительных труб, при чем истинный закон преломления ему неизвестен; он пытался его найти, но не удачно, поэтому при всех своих оптических работах пользуется законом приближенным; истинный закон преломления был найден Снеллем (1626), но опубликован только (самостоятельно) Декартом; Кирхер описывает явления фосфоресценции и флуоресценции; Кавальери, приняв показатель преломления равным 3/2, дает выражения для фокусных расстояний чечевиц; Марци предлагает получить спектр на экране в темной комнате и утверждает, что раз преломленный луч сохраняет при последующих преломлениях один и тот же цвет (но опытов не делает); Гримальди открывает явление дифракции света и высказывает идею о волнообразной теории; Гук тоже намечает теорию волнения и даже высказывает мысль, что колебания должны быть поперечные относительно направления распространения их; кроме того Гук занимается исследованием цветов тонких пластинок, применяет зрительную трубу для измерения углов; Ремер из наблюдений над затмениями спутников Юпитера открывает и определяет скорость света: Смит, Джюрин, Бюффон разрабатывают физиологическую О.; Гюйгенс исследует законы двойного преломления в исландском шпате, дает способ построения хода преломленных лучей, поддерживает теорию волнения и на основании ее объясняет большинство оптических явлений, но совершенно забывает мысль Гука о поперечности колебаний и считает их продольными, и, наконец, Ньютон открывает цветное светорассеяние, исследует цвета тонких пластинок, разрабатывает явления дифракции, устраивает первый зеркальный телескоп, развивает теорию истечения и благодаря своей гениальности так удачно и хорошо приспособляет эту теорию ко всем известным тогда оптическим явлениям, что все его ученики становятся на его точку зрения и в начале игнорируют, а потом и совсем забывают идеи Гука и Гюйгенса о воднообразной теории света, вследствие чего теория истечения остается господствующей и всеми принятой до 1800 г. В 1800 г. Юнг вновь выдвигает забытую теорию волнения и в 1801 — 1802 гг. окончательно становится на ее сторону; он устанавливает принцип и факт интерференции света, ею объясняет цвета тонких пластинок, вычисляет длины световых волн, но нападки противников, накопление новых фактов, которые не могли быть объяснены из-за непринятия поперечности колебаний, заставили Юнга почти потерять веру в правильность его идей. В это время открытия быстро следовали одно за другим: Мадюс (1808) открывает поляризацию света отражением, в 1810 г. показывает, что двойное преломление сопровождается поляризацией обоих преломленных световых пучков, одновременно с Био в 1811 г. открывает поляризацию простым преломлением; в том же году Арого открывает хроматическую поляризацию, которая дальше разрабатывается Брюстером; в тоже время Биo очень остроумно приспособляет теорию истечения к этим явлениям; что же касается Юнга — то он не может выяснить роли поляризации во всех этих явлениях и только высказывает мысль, что все они могут быть объяснены интерференцией света; теория истечения снова начинает брать верх, но уже ненадолго. В 1818 г. Френель представляет парижской академии наук свой знаменитый мемуар о дифракции света, соединяет принцип элементарных волн с принципом интерференции, выясняет прямолинейное распространение света, приводит новые случаи интерференции, совместно с Арого устанавливает законы интерференции поляризованных лучей, на основании которых приходит к заключению о поперечности колебаний, но такое заключение представляется ему в таком противоречии с представлениями о природе колебаний упругих жидкостей, что он не решается принять это заключение, так что Юнг, познакомившись с работами Арого и Френеля, опубликовывает гипотезу поперечности раньше самого автора. Многим математикам эта гипотеза кажется чудовищною, нелепою, но в мемуаре о поляризации света (1821) и о двойном лучепреломлении Френель показывает, с какой легкостью из этой гипотезы вытекают объяснения всех в то время известных явлений поляризации, далее дает теорию двойного преломления, вводит гипотезу об эллиптической поляризации и всем этим заставляет большинство физиков принять его сторону; когда же в 1832 г. Гамильтон теоретически, на основании формул Френеля, предсказал существование конического лучепреломления а Ллойд подтвердил предсказанное опытом, и затем в 1850-х годах Физо и за ним Фуко определили скорость света в воздухе и в воде и нашли ее согласной с теорией волнения и противоречащей теории истечения, тогда первая была окончательно принята всеми. При детальной разработке теории волнения пришлось убедиться, что хотя громадное большинство оптических явлений хорошо объясняется этой теорией, но для объяснения многих явлений приходится делать различные допущения относительно свойств эфира и его связи с телами; благодаря таким допущениям явились, так сказать, варианты и дальнейшие развития Френелевской теории (теории Грина, Неймана, Мак-Куллага, Коши, Бусинеска, Гельмгольца и др.) и, наконец, в конце 1860-х и начале 1870-х годов явилась новая, так называемая электромагнитная, теория света, данная английским ученым Максвелем. Эта теория до конца 1880-х годов (до опытов Герца над распространением электромагнитных колебаний) не пользовалась успехом, но после названных опытов начала обращать на себя внимание и в настоящее время начинает приниматься большинством. Параллельно с разработкой теоретических вопросов О. в нашем веке совершается ряд блестящих открытий в экспериментальной части. Волластон открывает, Фрауэнгофер (1814-1815) в подробности изучает темные линии в солнечном спектре и (1821 — 1822) получает спектр от дифракционных решеток. Гершель (1822-29) исследует спектры некоторых тел, за ним Тальбот указывает на возможность оптического анализа; но ни тот, ни другой не устанавливают факта зависимости определенных линий в спектре от присутствия соответственного элемента в пламени. Hиeпсь и Дагерр (1829 — 85) кладут начало фотографии, Кирхгоф и Бунзен (1859) создают спектральный анализ. Установка соотношения между спектрами поглощения и испускания влечет за собою множество новых работ: открываются спектральным анализом новые тела (цезий, рубидий, талий), им же пользуются для изучения строения небесных светил и, пользуясь принципом Доплера, применяют спектральный анализ к открытию движения небесных светил. Ле-Ру (1862), Христианзен (1870) открывают аномальное светорассеяние, Кундт его обстоятельно исследует и, наконец, начиная с 1888 г., благодаря исследованиям Герца, появляется громадное количество работ, имеющих целью показать, что все известные нам оптические явления могут быть повторены с лучами электромагнитными, Опыт поразительно подтверждает как предсказанную Максвелем аналогию лучей обоего рода, так и некоторые явления, вытекающие как следствие из электромагнитной теории, заставляя этим поставить эту теорию света. на первое место.

Помощь, оказанная различными оптическими открытиями другим наукам, громадна: зрительная труба позволила астрономии открыть множество невидимых невооруженному глазу светил, точно координировать их положение и определять координаты места наблюдателя. на земной поверхности; микроскоп ввел биологию в новый мир микроорганизмов, невооруженному глазу недоступный; спектральный анализ дал возможность судить о строении небесных светил, о движении их в том случае, если их расстояние от наблюдателя настолько велико, что наблюдаемое положение светила на небесном своде кажется постоянным, о присутствии в пламени или электрической искре тех или иных тел в таких малых количествах, определение которых химическому анализу недоступно; сахариметры дали возможность быстро определять количество сахара в растворах и, наконец, фотография (успехи которой зависели также и от химических изысканий) дает способ закрепить все, что видимо в трубу, в микроскоп, в спектроскоп или невооруженным глазом на пластинке и сохранить этот беспристрастный документ на неопределенно долгое время.

Оптимизм

Оптимизм (от лат. optimas — наилучший) — воззрение, по которому существующий есть лучший из возможных и все в нем совершающее ведет к добру. Принципиально О. требуется учением о Боге, как Всеблагом, Премудром и Всемогущем Творце и Промыслителе мира. Доказать О. с этой точки зрения составляет особую задачу оправдания Божества или Теодеции: самый значительный образчик такого исследования дан в известном сочинении Лейбница. Главная трудность задачи состоит в фактическом существовании зла и страдания в мире, что дает видимую основу для противоположного О. Сама возможность оценки мира в смысле добра и зла предполагает утверждение за человеческой личностью и ее сознанием принципиального значения в жизни вселенной, — признание, что мир имеет цель, и что эта цель человек. Поэтому в воззрениях натуралистических, не придающих такого значения человеку, и тем более в воззрениях, отрицающих в мире всякую целесообразность (механический материализм), спор между О. и пессимизмом не имеет никакого смысла. О. может опираться на признание постоянного прогрессивного характера мировой жизни; но само понятие прогресса нуждается в дальнейшем философском оправдании , которое с известных точек зрения, напр. механической, не может быть проведено до конца . От О., как общей теории, следует различать О. как господствующее личное настроение ( в зависимости от свойств темперамента), побуждающее человека видеть во всем хорошую сторону и не унывать в несчастии. Теоретический и житейский О. далеко не всегда совпадают между собой.

Оптина пустынь

Оптина пустынь — Введенская-Макариева мужская заштатная (с 1764 г.) Калужской губ., Козельского у. По преданию, основана еще в XIV в. бывшим предводителем шайки разбойников, Оптою (в иночестве Макарий). До 1499 г. в пустыни жили совместно иноки и инокини; в 1724 г. иноки переведены в Белевский-Спасский м-р; спустя два года пустынь восстановлена; при ней Иоанна Предтечи скит. Особенно чтимы иконы Усекновения главы Иоанна Предтечи и Казанской Божьей Матери.

Опунция

Опунция (Opuntia L.). — родовое название растений из семейства кактусов; всего известно около 150 видов этого рода, растущих преимущественно в Мексике, Перу и Чили, в Соединенных Штатах (до 50° с. ш.), а также в Южной Америке. Некоторые виды встречаются в одичавшем состоянии на Канарских островах на юге Европы, в Африке и в Азии. О. — характерное растение: стебли его состоят из мясистых, сплющенных, более или менее овальных, листовидных члеников; иногда развиты мощные, цилиндрические стволы и на них сплющенные пластинчатые членистые ветки в виде листьев; настоящих листьев обыкновенно не бывает; они появляются только на очень молодых побегах, в виде цилиндрических или призматических палочек; живут они очень короткое время и скоро сваливаются. Вместо листьев на стеблях появляются крупные и мелкие иглы, располагающиеся обыкновенно пучками. Цветки появляются по одиночке или пучками из центра пучка игол по краю или на верхушке члеников; они правильные, тарелчатые или более ворончатые; лепестки свободные или только слегка склеенные, многочисленные, наружные из них чашечковидные, иногда мясистые и острые, внутренние — покрашенные. Тычинки короче венчика; они прикрепляются к вогнутому в виде чаши цветоложу. Завязь булововидная, яйцевидная, коническая или цилиндрическая, снаружи покрытая чешуйками, в пазухе чешуек находятся пучки игол. Плод — коническая или шарообразная ягода, со многими или несколькими семенами. Ягода многих видов съедобна и обладает способностью окрашивать мочу в кроваво-красный цвет. Самый обыкновенный вид О. — Opuntia vulgaris Mill., вывезенный из Америки и теперь одичавший по всему югу Европы и на севере Африки. Плоды этого вида употребляются в пищу туземцами, под именем «индийской фиги». Карликовая разновидность другого вида, О. Ficus indica Mill. var. nana, встречается в одичавшем состоянии в южной Швейцарии и в Тироле. В Америке в южной Испании, в Сицилии и в Алжире возделывается особый вид О., так назыв. кошенильный кактус (O. coccinellifera Mill.), отличающейся своими красными цветками и длинными тычинками; возделывается он из-за травяной вши, так наз. кошенили, живущей на его стеблях. Ради этой же цели возделывается другой вид, O. Тuna. Впрочем, за последнее время этот промысел стал падать. В оранжереях и комнатах разводят как декоративные растения и другие виды О. Размножаются они легко черенками; требуют песчаной почвы и малой поливки.

Опухоли

Опухоли (Tumores, Neoplasmata, Pseudoplasmata) — являются одной из форм патологических, ненормальных новообразований. Новообразованием наз. как процесс образования новых тканевых элементов, так равно и продукт подобных процессов, а потому оно может быть как физиологическим. в пределах нормы, так и патологическим процессом, т. е. обнаруживать порочность в смысле повышенного созидания организованной материи. Примером нормального новообразования служит так наз. «регенерация». Что же касается патологического новообразования, то оно основано на размножении клеток при ненормальных условиях. Морфологический признак такого рода прогрессивных процессов двоякий: клетка и ее производные (волокна и пр.) или просто увеличиваются в объеме — гипертрофия, или же клетка размножается и делится — гиперплазия. Все гипертрофические процессы, с точки зрения этиологии и клинического течения, могут быть двояки: или они являются реакцией живых тканей на какое либо внешнее вредное или разрушающее воздействие, а потому обнаруживаются настолько, насколько это необходимо для пополнения вызванных потерь (возрождение тканей), или гипертрофические процессы, возникающие под влиянием каких — либо внутренних причин, характеризуются отсутствием физиологической законченности и целесообразности и не только не полезны организму, но вредят ему — О., уродства и т. п. Увеличение числа клеток происходит по типу физиологического деления их. Прежде предполагали, что клетки образуются из бесформенной бластемы, но уже Вирхов установил знаменитый закон «omnis cellula е cellula». Но так как в настоящее время главным центром деятельности при делении клетки признано ядро. то еще точнее утверждать: «omnis — nucleus e nucleo». В настоящее время признано беcспорным положение, что всюду, где имеет место действительное новообразование тканей, существует кариомитотический тип клеточного деления. Сходство процесса размножения при патологических условиях с физиологическими обнаруживается также в том, что производные клетки всегда соответствуют типу производящих клеток. В различные периоды жизни стремление клеток к росту и размножению обнаруживается не в одинаковой степени. Можно различать 4 главнейших периода: время наивысшей энергии новообразования, совпадающее с эмбриональным развитием, 2) период роста, соответствующий юношескому состоянию клетки, когда в новообразовании накопляется избыток, сравнительно с расходом, идущий на дальнейшее развитие; 3) период, следующий за окончанием прогрессивного развития тела после родов, в течение которого новообразование уравновешивается потреблением; и 4) период обратного развития. В первые 3 периода энергия размножения клеток зависит от их внутренних свойств. Всего энергичнее в этом отношении эпителиальные ткани (пример — быстрое восстановление надкожницы), всего слабее — ткань мышечная и особенно ткань нервных узлов. На проявление энергии оказывает влияние и приток питательных материалов. Кроме того нужно признать существование особых клеточных раздражений, вызывающих их наклонность к дальнейшим образовательным (формативным) процессам. Все эти особенности обнаруживаются и по отношению к О. Под О. подразумевается нарост (neoplasma, pseudoplasma), вследствие прогрессивного расстройства питания, увеличенной продуктивной деятельности тканевых элементов; по своему же наружному виду, равно как по характеру роста, она всегда отличается атипическим развитием (в отличие от гипертрофии и гиперплазии), хотя в ней никогда не встречаются элементы, чуждые организму. Анатомически О. выражается появлением наростов на поверхности органов или гнезд внутри них, более или менее резко отграниченных и отличающихся от нормальных, окружающих их частей. «Эта обособленность и некоторая самостоятельность О. отличают их от других новообразований», хотя О. иногда обнаруживается в виде язвы, дефекта ткани. О. представляют чрезвычайное разнообразие по своему гистологическому строению, анатомическим формам и клиническому течению, они могут появляться в самых разнообразных частях организма, как внутри, так и в толще плотных органов, на поверхности их, на коже, на всех слизистых и серозных оболочках. Развиваясь в глубине какого-либо органа, она в начале не изменяет внешней формы его и открывается только при разрезе, причем представляется в виде гнезда круглого или неправильного очертания, отличающегося от окружающей ткани органа своим цветом, плотностью, неодинаковостью уровня с поверхностью разреза самого органа. Развиваясь дальше, О. своим эксцентрическим давлением увеличивает объем органа, изменяет его форму и, наконец, выпячивается над поверхностью. Появляясь в периферических частях органов или поверхностных слоях оболочек, О. выдается в полость, канал или на поверхности тела. Поверхностно растущая О. может представляться в виде более или менее развитого утолщения кожи или слизистой оболочки, одиночного или нескольких, слившихся вместе бугров, бугорка или милиорного узелка. При дальнейшем росте О. может отделяться от окружающей ткани, оставаясь с ней в соединении посредством ножки или стебелька — грибовидный нарост; если ножка очень тонка, получается полип. Иногда О. дают многочисленные отпрыски, подобные сосочкам кожи или ворсинкам кишек — получается сосочковое новообразование или ворсистая 0. — папиллома. Если О. подвергается распадению, то образуется часто язва, идущая более или менее далеко в глубь в виде кратера, получается так называемая разъедающая язва — Ulcus rodens, с плотными, бугристыми краями. Величина О., начинаясь микроскопическим узелком, может дойти до небольшого просяного зерна или горошины, другие же достигают иногда 100 и более фн. О. с бедной сосудистой системой имеют малые размеры; новообразования, которые построены по типу нормальных тканей и богаты сосудами, могут принять громадные размеры. О. безвредные для организма могут принимать более крупные размеры, между тем как опасные для него часто убивают достигнув незначительной величины. Где О. встречает мало препятствий для своего роста, как напр. в коже и подкожной клетчатке, в брюшной полости (благодаря податливости передней стенки), там она принимает большие размеры и т. д. Далее О. могут быть одиночные, множественные и сложные (слившиеся между собою). При множественных О. каждая из них может самостоятельно развиться или, напротив, от первоначальной образуются вторичные узлы (метастазы — переносы), получается так наз. генерализация. Плотность их также различна: от мягких, студенистых, мозговидных до костной твердости. Бессосудистые или бедные сосудами О. имеют белый, синеватый или желтоватый цвет; чем О. богаче сосудами, тем более цвет их приближается к красному; состоящие из слизистой ткани бесцветны и прозрачны, из жировой — желтого и т. д. Характер опухоли определяется почти исключительно микроскопическим путем. Из внешних признаков важны для оценки значения организма следующие признаки: место развития, рост, отношение ее к окружающим тканям, плотность, изъязвление, вторичные узлы.

Строение. Прежде О. считались паразитическими образованиями, чуждыми организму, но в настоящее время окончательно установлено, что О. устроены исключительно из элементов, присущих организму в различные периоды его развития, и по тем же законам и типам, по которым развиваются нормальные ткани. Разница лишь в том, что в каком-либо месте организма происходит или количественное увеличение массы ткани, свойственной этому месту — гомология, гетерометрия, или развивается ткань, не присущая данной местности — гетерология, гетеротопия и, наконец, О.