تاريخ علم البصريات

بدأ علم البصريات بتطوير العدسات على يد المصريين القدماء وسكان بلاد ما بين النهرين ، تلاه ظهور نظريات الضوء والرؤية التي وضعها فلاسفة اليونان القدماء ، ثم تطور البصريات الهندسية في العالم اليوناني الروماني . كلمة "بصريات " مشتقة منالمصطلح اليوناني ταὀπτικά الذي يعني "المظهر، النظرة". ^{[ 1 ]} شهد علم البصريات تطورات هامة في العالم الإسلامي في العصور الوسطى ، مثل بدايات البصريات الفيزيائية والفيزيولوجية، ثم تقدماً ملحوظاً في أوائل العصر الحديث في أوروبا ، حيث بدأت البصريات الحيودية . تُعرف هذه الدراسات المبكرة في علم البصريات اليوم باسم "البصريات الكلاسيكية". أما مصطلح "البصريات الحديثة" فيشير إلى مجالات البحث البصري التي تطورت بشكل كبير في القرن العشرين، مثل البصريات الموجية والبصريات الكمية .

في القرن الخامس قبل الميلاد، افترض إمبيدوكليس أن كل شيء يتكون من أربعة عناصر : النار، والهواء، والأرض، والماء. واعتقد أن أفروديت خلقت العين البشرية من هذه العناصر الأربعة، وأنها أشعلت النار في العين التي أضاءت منها، مما أتاح الرؤية. وإذا صحّ هذا، لكان بالإمكان الرؤية ليلاً كما في النهار، لذا افترض إمبيدوكليس وجود تفاعل بين أشعة العين وأشعة مصدر كالشمس. وذكر أن للضوء سرعة محدودة. ^{[ 2 ]}

في نص صيني يعود إلى القرن الرابع قبل الميلاد، يُنسب إلى الفيلسوف موزي، وُصف كيف أن الضوء المار عبر ثقب صغير يُنشئ صورة مقلوبة في "نقطة تجميع" أو "بيت كنز". ^{[ 3 ]}

في كتابه "البصريات"، لاحظ عالم الرياضيات اليوناني إقليدس أن "الأشياء التي تُرى من زاوية أكبر تبدو أكبر، وتلك التي تُرى من زاوية أصغر تبدو أصغر، بينما الأشياء التي تُرى من زوايا متساوية تبدو متساوية". وفي القضايا الست والثلاثين التالية، يربط إقليدس الحجم الظاهري للجسم بمسافته عن العين، ويدرس الأشكال الظاهرية للأسطوانات والمخاريط عند النظر إليها من زوايا مختلفة. اعتقد بابوس أن هذه النتائج مهمة في علم الفلك، فأدرج كتاب إقليدس "البصريات "، إلى جانب كتابه "الظواهر" ، في " علم الفلك المصغر" ، وهو مجموعة من الأعمال الصغيرة التي تُدرس قبل كتاب " المجسطي " لبطليموس .

في عام 55 قبل الميلاد، كتب لوكريتيوس ، وهو عالم ذري روماني :

فمن أي مسافة تستطيع النيران أن تلقي علينا ضوءها وتنفخ حرارتها الدافئة على أطرافنا، فإنها لا تفقد شيئاً من جسد لهيبها بسبب الفراغات، ولا يتقلص حجم نارها قيد أنملة أمام أعيننا. ^{[ 4 ]}

في كتابه "كاتوبتريكا" ، أظهر هيرو الإسكندري بطريقة هندسية أن المسار الفعلي الذي يسلكه شعاع الضوء المنعكس من مرآة مستوية أقصر من أي مسار انعكاس آخر يمكن رسمه بين المصدر ونقطة الملاحظة.

طوّر البوذيون الهنود ، مثل ديغناغا في القرن الخامس ودارماكيرتي في القرن السابع، نوعًا من الذرية التي عرّفت الذرات التي تُكوّن العالم بأنها ومضات لحظية من الضوء أو الطاقة. ورأوا الضوء ككيان ذري يُعادل الطاقة، مع أنهم اعتبروا أيضًا أن جميع المواد مُكوّنة من هذه الجسيمات الضوئية/الطاقية.

كان الكندي (حوالي 801-873) من أوائل الكتاب البارزين في مجال البصريات في العالم الإسلامي . في كتابه المعروف في الغرب باسم " De radiis stellarum" ، وضع الكندي نظرية مفادها أن "كل شيء في العالم... يُصدر أشعة في كل اتجاه، تملأ العالم بأسره". ^{[ 10 ]}

كان لهذه النظرية المتعلقة بالقوة الفعالة للأشعة تأثير على علماء لاحقين مثل ابن الهيثم وروبرت غروسيتيست وروجر بيكون . ^{[ 11 ]}

ابن سهل ، عالم رياضيات نشط في بغداد خلال تسعينيات القرن العاشر الميلادي، هو أول عالم مسلم معروف بتأليفه شرحًا لكتاب بطليموس " المناظر ". وقد أعاد راشد (1993) بناء رسالته "في الأواني المحرقة" من مخطوطات متفرقة. ^{[ 12 ]} يتناول هذا العمل كيفية انحناء الضوء وتركيزه بواسطة المرايا والعدسات المنحنية. كما يصف ابن سهل قانونًا للانكسار مكافئًا رياضيًا لقانون سنيل . ^{[ 13 ]} وقد استخدم قانون الانكسار لحساب أشكال العدسات والمرايا التي تُركّز الضوء في نقطة واحدة على المحور.

تلقى ابن الهيثم (المعروف في أوروبا الغربية باسم الحسن أو الهيثم )، الذي كتب في العقد الثاني من القرن الحادي عشر الميلادي، رسالة ابن سهل وترجمة عربية جزئية لكتاب بطليموس " المناظر" . وقدّم تحليلًا شاملًا ومنهجيًا لنظريات البصريات اليونانية. ^{[ 15 ]} وكان إنجاز ابن الهيثم الرئيسي ذا شقين: أولهما، إصراره، خلافًا لرأي بطليموس، على أن الرؤية تحدث بسبب دخول الأشعة إلى العين؛ وثانيهما، تحديده للطبيعة الفيزيائية للأشعة التي ناقشها علماء البصريات الهندسية السابقون، معتبرًا إياها أشكالًا للضوء واللون. ^{[ 16 ]} ثم قام بتحليل هذه الأشعة الفيزيائية وفقًا لمبادئ البصريات الهندسية. وقد ألّف العديد من الكتب في علم البصريات، أبرزها كتاب المناظر ( كتاب المناظر باللغة العربية )، الذي تُرجم إلى اللاتينية باسم " De aspectibus" أو "Perspectiva" ، والذي نشر أفكاره في أوروبا الغربية وكان له تأثير كبير على التطورات اللاحقة في علم البصريات. ^{[ 17 ] [ 6 ]} لُقِّب ابن الهيثم بـ"أبو علم البصريات الحديث". ^{[ 18 ] [ 19 ]}

اتفق ابن سينا ​​(980-1037) مع ابن الهيثم على أن سرعة الضوء محدودة، إذ لاحظ أنه إذا كان إدراك الضوء ناتجًا عن انبعاث نوع من الجسيمات من مصدر ضوئي، فلا بد أن تكون سرعة الضوء محدودة. ^{[ 20 ]} كما اتفق أبو الريحان البيروني (973-1048) على أن للضوء سرعة محدودة، وذكر أن سرعة الضوء أسرع بكثير من سرعة الصوت . ^{[ 21 ]}

أبو عبد الله محمد بن معاذ ، الذي عاش في الأندلس خلال النصف الثاني من القرن الحادي عشر، كتب كتابًا في علم البصريات تُرجم لاحقًا إلى اللاتينية بعنوان " ليبر دي كريبيسكليس" ، ونُسب خطأً إلى ابن الهيثم . كان هذا الكتاب "مختصرًا، يتضمن تقديرًا لزاوية انخفاض الشمس عند بداية فجر الصباح ونهاية فجر المساء، ومحاولة لحساب ارتفاع الرطوبة الجوية المسؤولة عن انكسار أشعة الشمس بناءً على هذه البيانات وغيرها". ومن خلال تجاربه، توصل إلى قيمة 18 درجة، وهي قريبة من القيمة الحديثة. ^{[ 22 ]}

في أواخر القرن الثالث عشر وأوائل القرن الرابع عشر، واصل قطب الدين الشيرازي (1236-1311) وتلميذه كمال الدين الفارسي (1260-1320) عمل ابن الهيثم، وكانا من أوائل من قدموا التفسيرات الصحيحة لظاهرة قوس قزح . وقد نشر الفارسي نتائج بحثه في كتابه " تنقيح المناظر " . ^{[ 23 ]}

كتب الأسقف الإنجليزي روبرت غروسيتيست (حوالي 1175-1253) في طيف واسع من المواضيع العلمية في عصر نشأة الجامعة في العصور الوسطى وإحياء أعمال أرسطو. وقد عكس غروسيتيست فترة انتقالية بين الأفلاطونية في أوائل العصور الوسطى والأرسطية الجديدة ، ولذا فقد مال إلى تطبيق الرياضيات واستعارة الضوء الأفلاطونية في العديد من كتاباته. ويُنسب إليه مناقشة الضوء من أربعة منظورات مختلفة: نظرية معرفة الضوء، وميتافيزيقا الضوء أو نشأة الكون ، وأسباب الضوء أو فيزياء الضوء، ولاهوت الضوء . ^{[ 24 ]}

بغض النظر عن مسائل نظرية المعرفة واللاهوت، يصف غروسيتيست في كتابه "نشأة النور" أصل الكون بما يمكن وصفه بشكل عام بنظرية "الانفجار العظيم" في العصور الوسطى. استلهم كل من تفسيره للكتاب المقدس، " الهيكسايميرون" (1230 × 35)، وكتابه العلمي " عن النور" (1235 × 40)، من سفر التكوين 1: 3، "وقال الله: ليكن نور"، ووصفا عملية الخلق اللاحقة بأنها عملية فيزيائية طبيعية ناتجة عن القوة المولدة لمجال من النور يتمدد (وينكمش). ^{[ 25 ]}

يظهر تناوله الأكثر عمومية للضوء كعامل أساسي للسببية الفيزيائية في كتابه " عن الخطوط والزوايا والأشكال" حيث يؤكد أن "العامل الطبيعي ينشر قوته من نفسه إلى المتلقي" وفي كتابه " عن طبيعة الأماكن" حيث يشير إلى أن "كل فعل طبيعي يختلف في قوته وضعفه من خلال اختلاف الخطوط والزوايا والأشكال". ^{[ 26 ]}

تأثر الراهب الفرنسيسكاني الإنجليزي روجر بيكون (حوالي 1214-1294) تأثراً بالغاً بكتابات غروسيتيست حول أهمية الضوء. ففي مؤلفاته البصرية (المنظور ، وتعدد الأنواع ، والمرايا المحترقة )، استشهد بمجموعة واسعة من الأعمال البصرية والفلسفية التي تُرجمت حديثاً، بما في ذلك مؤلفات الحسن بن أبي طالب ، وأرسطو ، وابن سينا ، وابن رشد ، وإقليدس، والكندي ، وبطليموس ، وتيديوس ، وقسطنطين الأفريقي . ورغم أنه لم يكن مقلداً أعمى، فقد استقى تحليله الرياضي للضوء والرؤية من كتابات الكاتب العربي الحسن بن أبي طالب. لكنه أضاف إلى ذلك المفهوم الأفلاطوني المحدث، الذي ربما استقاه من غروسيتيست، ومفاده أن كل جسم يشع قوة ( نوعاً ) يؤثر بها على الأجسام المجاورة المناسبة لاستقبال تلك القوة . ^{[ 27 ]} لاحظ أن استخدام بيكون البصري لمصطلح الأنواع يختلف اختلافًا كبيرًا عن فئات الجنس/الأنواع الموجودة في الفلسفة الأرسطية.

ساهمت العديد من الأعمال اللاحقة، بما في ذلك كتاب "رسالة أخلاقية في العين " (باللاتينية: Tractatus Moralis de Oculo ) المؤثر لبيتر الليموجي (1240-1306)، في نشر وتعميم الأفكار الواردة في كتابات بيكون. ^{[ 28 ]}

قام راهب فرنسيسكاني إنجليزي آخر، هو جون بيشام (توفي عام ١٢٩٢)، بالاعتماد على أعمال بيكون وغروسيتيست ومجموعة متنوعة من الكُتّاب السابقين، ليُنتج ما أصبح الكتاب المدرسي الأكثر استخدامًا في علم البصريات خلال العصور الوسطى، وهو كتاب " المنظور المشترك" (Perspectiva communis ). ركّز كتابه على مسألة الرؤية، أي كيف نرى، بدلًا من التركيز على طبيعة الضوء واللون. اتبع بيشام النموذج الذي وضعه الحسن أسان، لكنه فسّر أفكاره بأسلوب روجر بيكون. ^{[ ٢٩ ]}

على غرار أسلافه، استند ويتيلو (المولود حوالي عام ١٢٣٠، والمتوفى بين عامي ١٢٨٠ و١٣١٤) إلى مجموعة واسعة من الأعمال البصرية التي تُرجمت حديثًا من اليونانية والعربية، ليُقدّم عرضًا ضخمًا للموضوع بعنوان " المنظور" . تتبع نظريته في الرؤية نهج الحسن بن أبي طالب، ولا يأخذ في الاعتبار مفهوم بيكون عن الأنواع ، على الرغم من أن بعض المقاطع في عمله تُظهر تأثره بأفكار بيكون. وبالنظر إلى عدد المخطوطات الباقية، لم يكن عمله مؤثرًا بقدر أعمال بيشام وبيكون، إلا أن أهميته، وأهمية بيشام، ازدادت مع اختراع الطباعة. ^{[ ٣٠ ]}

كان ثيودوريك من فرايبرغ (حوالي 1250 - حوالي 1310) من بين أوائل من قدموا التفسير العلمي الصحيح لظاهرة قوس قزح في أوروبا ، ^{[ 31 ]} وكذلك قطب الدين الشيرازي (1236-1311) وتلميذه كمال الدين الفارسي (1260-1320) المذكورين أعلاه.

استكمل يوهانس كيبلر (1571-1630) بحثه في قوانين البصريات انطلاقًا من مقالته القمرية عام 1600. ^{[ 6 ]} وقد مثّل كلٌّ من خسوف القمر وخسوف الشمس ظواهرَ غير مفسرة، مثل أحجام الظلال غير المتوقعة، واللون الأحمر لخسوف القمر الكلي، والضوء غير المألوف الذي يُقال إنه يحيط بخسوف الشمس الكلي. وطُبّقت قضايا انكسار الضوء في الغلاف الجوي على جميع الرصدات الفلكية. وخلال معظم عام 1603، توقف كيبلر عن أعماله الأخرى للتركيز على النظرية البصرية؛ ونُشرت المخطوطة الناتجة، التي قُدّمت إلى الإمبراطور في 1 يناير 1604، بعنوان "Astronomiae Pars Optica" ( الجزء البصري من علم الفلك ). وصف كيبلر في هذه المخطوطة قانون التربيع العكسي الذي يحكم شدة الضوء، وانعكاسه بواسطة المرايا المستوية والمنحنية، ومبادئ الكاميرات ذات الثقب ، بالإضافة إلى الآثار الفلكية للبصريات مثل اختلاف المنظر والأحجام الظاهرية للأجرام السماوية. يُعتبر كتاب Astronomiae Pars Optica عمومًا أساس علم البصريات الحديث (على الرغم من غياب قانون الانكسار بشكل واضح). ^{[ 32 ]}

اكتشف ويليبرورد سنيليوس (1580-1626) قانون الانكسار الرياضي ، المعروف الآن بقانون سنيل ، عام 1621. وفي وقت لاحق، أثبت رينيه ديكارت (1596-1650)، باستخدام الإنشاء الهندسي وقانون الانكسار (المعروف أيضًا بقانون ديكارت)، أن نصف قطر قوس قزح الزاوي هو 42 درجة (أي أن الزاوية المحصورة عند العين بين حافة قوس قزح ومركزه هي 42 درجة). ^{[ 33 ]} كما اكتشف ديكارت قانون الانكسار بشكل مستقل ، وكانت مقالته في علم البصريات أول ذكر منشور لهذا القانون. ^{[ 34 ]}

كتب كريستيان هويجنز (1629–1695) عدة أعمال في مجال البصريات. وشملت هذه أوبرا ريليكوا (المعروفة أيضًا باسم Christiani Hugenii Zuilichemii، dum viveret Zelhemii toparchae، opuscula posthuma ) و Traité de la lumière .

درس إسحاق نيوتن (1643-1727) انكسار الضوء، مُثبتًا أن الموشور قادر على تحليل الضوء الأبيض إلى طيف من الألوان، وأن العدسة والموشور الثاني قادران على إعادة تجميع الطيف متعدد الألوان إلى ضوء أبيض. كما بيّن أن الضوء الملون لا يُغير خصائصه عند فصل حزمة ملونة وتسليطها على أجسام مختلفة. لاحظ نيوتن أنه بغض النظر عما إذا كان الضوء منعكسًا أو مُشتتًا أو مُنفذًا، فإنه يبقى على لونه. وهكذا، لاحظ أن اللون ناتج عن تفاعل الأجسام مع الضوء الملون مسبقًا، وليس عن توليد الأجسام للون بنفسها. تُعرف هذه النظرية بنظرية نيوتن للألوان . من هذا العمل، استنتج أن أي تلسكوب انكساري سيعاني من تشتت الضوء إلى ألوان. ثم اخترع تلسكوبًا عاكسًا (يُعرف اليوم بالتلسكوب النيوتني )، والذي أظهر أن استخدام مرآة لتكوين صورة يُحل هذه المشكلة. في عام 1671، طلبت الجمعية الملكية عرضًا توضيحيًا لتلسكوبه العاكس. شجّعه اهتمامهم على نشر ملاحظاته حول اللون ، والتي وسّعها لاحقًا في كتابه البصريات . جادل بأن الضوء يتكون من جسيمات أو حُبيبات تنكسر بتسارعها نحو الوسط الأكثر كثافة، لكنه اضطر إلى ربطها بالموجات لتفسير حيود الضوء ( البصريات ، الكتاب الثاني، القضايا من 12 إلى 15). في المقابل، فضّل الفيزيائيون اللاحقون تفسيرًا موجيًا بحتًا للضوء لتفسير الحيود.

في فرضيته عن الضوء عام 1675، افترض نيوتن وجود الأثير لنقل القوى بين الجسيمات. وفي عام 1704، نشر نيوتن كتابه "البصريات" ، الذي شرح فيه نظريته الجسيمية عن الضوء. اعتبر نيوتن أن الضوء يتكون من جسيمات دقيقة للغاية، وأن المادة العادية تتكون من جسيمات أكبر، وتكهن بأنه من خلال نوع من التحول الكيميائي، "ألا يمكن تحويل الأجسام الكبيرة والضوء إلى بعضهما البعض؟  ... ألا يمكن للأجسام أن تستمد جزءًا كبيرًا من نشاطها من جسيمات الضوء التي تدخل في تركيبها؟" ^{[ 35 ]} وكان نيوتن أيضًا أول من وصف استخدام الموشورات كموسعات للشعاع ومصفوفات الموشورات المتعددة ، والتي أصبحت فيما بعد جزءًا لا يتجزأ من تطوير الليزر القابل للضبط في بداياته . ^{[ 36 ]}

البصريات الحيودية

رصد فرانشيسكو ماريا غريمالدي تأثيرات حيود الضوء بدقة ووصفها ، وهو من صاغ مصطلح الحيود ، المشتق من الكلمة اللاتينية diffringere التي تعني "الانقسام إلى أجزاء"، في إشارة إلى انقسام الضوء في اتجاهات مختلفة. نُشرت نتائج ملاحظات غريمالدي بعد وفاته عام 1665. ^{[ 38 ] [ 39 ]} درس إسحاق نيوتن هذه التأثيرات ونسبها إلى انحناء أشعة الضوء. لاحظ جيمس غريغوري (1638-1675 ) أنماط الحيود الناتجة عن ريشة طائر، والتي كانت في الواقع أول محزز حيود . في عام 1803، برهن توماس يونغ على تداخل أمواج الماء في حوض تموجات ، ووصف تأثيرات الحيود الناتجة عن شقين متقاربين مضاءين بضوء الشمس. واستنتج أن الضوء ينتشر على شكل موجات. قدم أوغستين جان فرينل صياغة رياضية مؤثرة للحيود، نُشرت في عامي 1815 و1818، وبذلك قدم دعماً كبيراً لنظرية الموجة للضوء التي طرحها كريستيان هويغنز وأعاد تنشيطها يونغ، في مواجهة نظرية نيوتن الجسيمية. ^{[ 40 ]}

على الرغم من وجود خلافات، فقد أشارت الأدلة الأثرية إلى استخدام العدسات في العصور القديمة على مدى عدة آلاف من السنين. ^{[ 41 ]} وقد طُرحت فرضية مفادها أن أغطية العين الزجاجية المنقوشة بالهيروغليفية من المملكة المصرية القديمة (حوالي 2686-2181 قبل الميلاد) كانت عدسات زجاجية بسيطة وظيفية على شكل هلال. ^{[ 42 ]} أما ما يُسمى بعدسة نمرود ، وهي قطعة أثرية من الكريستال الصخري يعود تاريخها إلى القرن السابع قبل الميلاد ، فربما استُخدمت كعدسة مكبرة، مع أنها قد تكون مجرد قطعة زينة. ^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}

يعود أقدم سجل مكتوب عن التكبير إلى القرن الأول الميلادي ، عندما كتب سينيكا الأصغر ، أحد معلمي الإمبراطور نيرون : "تُرى الحروف، مهما صغر حجمها أو غموضها، مكبرة وأكثر وضوحًا من خلال كرة زجاجية مملوءة بالماء." ^{[ 48 ]} ويُقال أيضًا إن الإمبراطور نيرون كان يشاهد مباريات المصارعة مستخدمًا الزمرد كعدسة تصحيحية. ^{[ 49 ]}

كتب ابن الهيثم (الحسن) عن تأثيرات العدسات ذات الثقب الصغير ، والعدسات المقعرة ، والمكبرات في كتابه "البصريات" الذي يعود إلى القرن الحادي عشر الميلادي (1021م). ^{[ 48 ] [ 50 ] [ 51 ]} وفي ستينيات أو سبعينيات القرن الثالث عشر الميلادي، كتب الراهب الإنجليزي روجر بيكون مؤلفات في علم البصريات، مستندًا جزئيًا إلى أعمال كتّاب عرب، وصف فيها وظيفة العدسات التصحيحية للبصر والمناظير المكبرة. كانت هذه المجلدات بمثابة مخططات لمنشور أوسع لم يُنشر قط، ولذلك لم تنتشر أفكاره على نطاق واسع. ^{[ 52 ]}

بين القرنين الحادي عشر والثالث عشر، اختُرعت ما يُسمى بـ" أحجار القراءة ". كانت هذه الأحجار، التي استخدمها الرهبان غالبًا للمساعدة في إضاءة المخطوطات، عبارة عن عدسات محدبة مستوية بدائية ، صُنعت في البداية عن طريق قطع كرة زجاجية إلى نصفين. ومع إجراء التجارب على هذه الأحجار، تبيّن تدريجيًا أن العدسات الأقل عمقًا تُكبّر بشكل أكثر فعالية. وفي حوالي عام ١٢٨٦، ربما في مدينة بيزا الإيطالية، صُنعت أول نظارة طبية، على الرغم من أنه من غير الواضح من هو مخترعها. ^{[ ٥٣ ]}

كانت التلسكوبات الكاسرة ، التي ظهرت في هولندا عام 1608، أقدم التلسكوبات العاملة المعروفة. مخترعها مجهول: تقدم هانز ليبرشي بطلب للحصول على أول براءة اختراع في ذلك العام، تبعه طلب براءة اختراع آخر من جاكوب ميتيوس من ألكماار بعد أسبوعين (لم تُمنح أي منهما نظرًا لوجود العديد من نماذج الجهاز في ذلك الوقت). قام غاليليو بتحسين هذه التصاميم بشكل كبير في العام التالي. يُنسب إلى إسحاق نيوتن بناء أول تلسكوب عاكس عملي عام 1668، وهو تلسكوبه العاكس النيوتني . ^{[ 54 ]}

ظهرت أقدم الأمثلة المعروفة للمجاهر المركبة، التي تجمع بين عدسة موضوعية قريبة من العينة وعدسة عينية لرؤية صورة حقيقية ، في أوروبا حوالي عام 1620. ^{[ 55 ]} يشبه تصميمها إلى حد كبير تصميم التلسكوب، ومثل ذلك الجهاز، فإن مخترعها مجهول. وتدور الادعاءات حول مراكز صناعة النظارات في هولندا، بما في ذلك ادعاءات باختراعها عام 1590 على يد زكرياس جانسن و/أو والده، هانز مارتنز، ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]} وادعاءات أخرى باختراعها على يد صانع النظارات المنافس، هانز ليبرشي، ^{[ 59 ]} وادعاءات ثالثة باختراعها على يد كورنيليس دريبل المغترب الذي لوحظ امتلاكه نسخة منها في لندن عام 1619. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

يبدو أن غاليليو غاليلي (الذي يُشار إليه أحيانًا كمخترع للمجهر المركب) قد اكتشف بعد عام 1609 أنه يستطيع ضبط بؤرة تلسكوبه بدقة لرؤية الأجسام الصغيرة، وبعد أن شاهد مجهرًا مركبًا صنعه دريبل معروضًا في روما عام 1624، صنع نسخته المحسّنة الخاصة. [ 62 ^{] [ 63 ] [ 64 ] وقد صاغ} جيوفاني فابر اسم "مجهر" وأطلقه على مجهر غاليليو غاليلي المركب عام 1625. ^{[ 65 ]}

يتكون الضوء من جسيمات تُسمى الفوتونات ، ولذا فهو مُكمّم بطبيعته. علم البصريات الكمومية هو دراسة طبيعة الضوء وتأثيراته كفوتونات مُكمّمة. أول إشارة إلى إمكانية تكميم الضوء جاءت من ماكس بلانك عام ١٨٩٩ عندما وضع نموذجًا صحيحًا لإشعاع الجسم الأسود بافتراض أن تبادل الطاقة بين الضوء والمادة يحدث فقط بكميات منفصلة أطلق عليها اسم الكمات. لم يكن معروفًا ما إذا كان مصدر هذا التكميم هو المادة أم الضوء. ^{[ ٦٦ ] : ٢٣١-٢٣٦.} في عام ١٩٠٥، نشر ألبرت أينشتاين نظرية التأثير الكهروضوئي . بدا أن التفسير الوحيد الممكن لهذا التأثير هو تكميم الضوء نفسه. لاحقًا، بيّن نيلز بور أن الذرات لا يمكنها إلا أن تُصدر كميات منفصلة من الطاقة. لم يُشكّل فهم التفاعل بين الضوء والمادة الناتج عن هذه التطورات أساس البصريات الكمومية فحسب، بل كان حاسمًا أيضًا لتطوير ميكانيكا الكم ككل. ومع ذلك، فقد تم اعتبار المجالات الفرعية لميكانيكا الكم التي تتعامل مع تفاعل المادة والضوء بشكل أساسي بمثابة بحث في المادة بدلاً من الضوء، وبالتالي، كان المرء يتحدث بالأحرى عن فيزياء الذرة والإلكترونيات الكمومية .

تغير هذا مع اختراع الميزر في عام 1953 والليزر في عام 1960. أصبح علم الليزر - البحث في مبادئ وتصميم وتطبيق هذه الأجهزة - مجالًا مهمًا، وتمت دراسة ميكانيكا الكم التي تقوم عليها مبادئ الليزر مع التركيز بشكل أكبر على خصائص الضوء، وأصبح اسم البصريات الكمية شائعًا.

نظراً لحاجة علم الليزر إلى أسس نظرية متينة، ولأن الأبحاث في هذا المجال أثبتت جدواها سريعاً، ازداد الاهتمام بالبصريات الكمومية. فبعد أعمال ديراك في نظرية الحقل الكمومي ، قام جورج سودارشان وروي ج . غلاوبر وليونارد ماندل بتطبيق النظرية الكمومية على المجال الكهرومغناطيسي في خمسينيات وستينيات القرن العشرين، سعياً لفهم أعمق لعملية الكشف الضوئي وإحصاءات الضوء (انظر درجة التماسك ). وقد أدى ذلك إلى تقديم مفهوم الحالة المتماسكة كوصف كمومي لضوء الليزر، وإدراك أن بعض حالات الضوء لا يمكن وصفها بالموجات الكلاسيكية. وفي عام ١٩٧٧، برهن كيمبل وزملاؤه على أول مصدر ضوئي يتطلب وصفاً كمومياً: ذرة واحدة تُصدر فوتوناً واحداً في كل مرة. وسرعان ما تم اقتراح حالة كمومية أخرى للضوء، تتميز بمزايا معينة على أي حالة كلاسيكية، وهي الضوء المضغوط . في الوقت نفسه، فتح تطوير نبضات الليزر القصيرة وفائقة القصر -التي تُنتج بتقنيات تبديل Q وقفل الأنماط- الطريق لدراسة العمليات فائقة السرعة التي يصعب تصورها . وقد وُجدت تطبيقات في أبحاث الحالة الصلبة (مثل مطيافية رامان )، ودُرست القوى الميكانيكية للضوء على المادة. وأدى هذا الأخير إلى رفع وتحديد مواقع سحب الذرات أو حتى عينات بيولوجية صغيرة في مصيدة ضوئية أو ملاقط ضوئية بواسطة شعاع الليزر. وكان هذا، إلى جانب تبريد دوبلر، التقنية الحاسمة اللازمة لتحقيق تكثيف بوز-أينشتاين الشهير .

ومن النتائج البارزة الأخرى إثبات التشابك الكمومي ، والنقل الكمومي ، وبوابات المنطق الكمومي (مؤخراً، في عام 1995) . وتحظى هذه الأخيرة باهتمام كبير في نظرية المعلومات الكمومية ، وهو موضوع نشأ جزئياً من البصريات الكمومية، وجزئياً من علوم الحاسوب النظرية .

تشمل مجالات الاهتمام الحالية بين باحثي البصريات الكمومية التحويل البارامتري السفلي ، والتذبذب البارامتري ، ونبضات الضوء الأقصر (أتوثانية)، واستخدام البصريات الكمومية للمعلومات الكمومية ، ومعالجة الذرات المفردة ومكثفات بوز-أينشتاين ، وتطبيقاتها، وكيفية معالجتها (وهو مجال فرعي يسمى غالبًا بصريات الذرة ).

• جيامباتيستا ديلا بورتا
• قائمة بصانعي الأدوات الفلكية

• هوارد، إيان ب.؛ ويد، نيكولاس ج. (1996)، "مساهمات بطليموس في هندسة الرؤية الثنائية"، الإدراك ، 25 (10): 1189-201 ، doi : 10.1068/p251189 ، PMID 9027922 ، S2CID 34431898  .
• موريلون، ريجيس؛ راشد، رشدي (1996)، موسوعة تاريخ العلوم العربية ، المجلد  2، روتليدج، ISBN 0-415-12410-7، OCLC 34731151 .
• ويد، نيكولاس ج. (1998)، تاريخ طبيعي للرؤية ، كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، رقم ISBN 0-262-23194-8، OCLC 37246567 .

• تاريخ البصريات (ملف صوتي mp3) من تأليف سيمون شافير، أستاذ تاريخ وفلسفة العلوم في جامعة كامبريدج ، وجيم بينيت، مدير متحف تاريخ العلوم في جامعة أكسفورد، وإميلي وينتربيرن، أمينة قسم علم الفلك في المتحف البحري الوطني (تم التسجيل بواسطة بي بي سي ).