Історія відкриття явища просвітлення оптики, праці О. Смакули

Слід зазначити, що честь відкриття явища просвітлення оптики належить одному з видатних українських фізиків ХХ 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_cк = 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_cк = 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 або різницю фаз, що дорівнює p (умова фаз). Умова амплітуд буде виконана, якщо показник заломлення прозорої металевої плівки n_пл буде зв’язаний з показником заломлення скляної поверхні простим співвідношенням: 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 умові:

n_пл d_пл = (2 к + 1) , к = 0, 1, 2, ….

Далі О. Смакула, який був відомий в усьому світі 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 MgF₂ з показником заломлен­ня n» 1.38, а для внутрішніх поверхонь – криоліт
3NaF× AlF₂ 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 був перевезений з Німеччини до 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.