Історія відкриття явища просвітлення оптики, праці о. Смакули

Слід зазначити, що честь відкриття явища просвітлення оптики належить одному з відомих українських фізиків XX століття Олександру Смакулі, який народився в с. Доброводи на Тернопільщині у вересні 1900 року. В 1922 році він закінчує знаменитий Геттінгенський університет в Німеччині і вже через 5 років, у грудні 1927 р., стає доктором філософії після захисту дисертації з фізичної оптики на математико-природничому факультеті цього університету. Восени 1934 р. О. Смакула починає працювати у відомій фірмі "Карл Цейс" в німецькому місті Єна. Саме тут він робить відкриття і отримує перший в світі патент на спосіб виготовлення просвітленої оптики. Суть цього способу, як вже згадувалося вище, полягає в зменшенні відбиття світла, що суттєво покращує яскравість і якість оптичних зображень. Так, при показнику заломлення скла n_ск = 1,5 втрати при відбиванні світла становлять 4% при перпендикулярному падінні світла на одну плоску поверхню. Оскільки в складних оптичних приладах таких поверхонь буває досить багато, то й втрати на відбивання світла можуть бути дуже великими. Наприклад, при 10 поверхнях з n_ск =1,5 вони складають 40%, а при 30 поверхнях вже 80%. Реальні втрати можуть бути ще більшими, оскільки світлові промені падають, як правило, на поверхні під кутами падіння, відмінними від нуля, тобто не перпендикулярно відбиваючій поверхні.

О. Смакула, розглядаючи умови інтерференції, які призводять до гасіння відбитих від різних поверхонь світлових променів, довів, що гасіння двох хвиль відбувається тоді, коли амплітуди хвиль однакові (умова амплітуд) і коли ці хвилі мають різницю ходу λ/2 або різницю фаз, що дорівнює π (умова фаз). Умова амплітуд буде виконана, якщо показник заломлення прозорої металевої плівки n_пл буде пов'язаний з показником заломлення скляної поверхні простим співвідношенням: n_ск = √n_пл. Друга умова - умова фаз - буде виконана, якщо оптична товщина плівки, тобто добуток її показника заломлення n_пл на геометричну товщину d_пл, буде задовольняти такій умові:

Далі О. Смакула, який був відомий як спеціаліст по виготовленню монокристалів для оптичних цілей (йому належить чудовий підручник "Монокристали"), знайшов відповідні матеріали, які задовольняють обом умовам - умові амплітуд і умові фаз. Для зовнішніх поверхонь це був флюорид магнію МgF₂ з показником заломлення n≈1,38, а для внутрішніх поверхонь -криоліт 3NaFхА1F₂ з показником заломлення n≈1,34.

Промислове виробництво просвітлювального покриття оптичних поверхонь було розпочате в Єні вже в 1936 році під науковим керівництвом О. Смакули, який працював директором дослідної лабораторії оптичної фірми "Карл Цейс". Цей метод спричинив справжню революцію в оптичній промисловості при виготовленні мікроскопів, телескопів, теодолітів та інших оптичних приладів, а також в фото- і кінематографічній галузях при виготовленні фотоапаратів, кінокамер тощо.

В 1945 році після закінчення другої світової війни О. Смакула опинився у США, де він працював в одному з найвідоміших навчальних закладів - Массачузетському техноло­гічному інституті (МТІ) в Бостоні. Тут він став повним професором і директором лабораторії фізики кристалів. Помер О. Смакула в травні 1983 року. Рішенням 30-ї сесії Генеральної конференції ЮНЕСКО 2000 рік був оголошений роком О. Смакули, а 100-річний ювілей Олександра Смакули відзначався в Україні на державному рівні згідно з постановою Кабінету Міністрів.