Principles of Optics , conocido coloquialmente como Born and Wolf , es un libro de texto de óptica escrito por Max Born y Emil Wolf que fue publicado inicialmente en 1959 por Pergamon Press . [1] Después de pasar por seis ediciones con Pergamon Press, el libro fue transferido a Cambridge University Press , que publicó una séptima edición ampliada en 1999. [2] Se publicó una edición del 60 aniversario en 2019 con un prólogo de Sir Peter Knight . [3] Se considera un libro de ciencia clásico y uno de los libros de óptica más influyentes del siglo XX. [4]
En 1933, Springer publicó el libro de Max Born, Optik , que trataba de todos los fenómenos ópticos para los que eran aplicables los métodos de la física clásica, y en particular las ecuaciones de Maxwell . En 1950, con el apoyo de Sir Edward Appleton , el director de la Universidad de Edimburgo, Born decidió producir una versión actualizada de Optik en inglés. En parte lo motivó la necesidad de ganar dinero, ya que no había trabajado el tiempo suficiente en Edimburgo para ganar una pensión decente y, en ese momento, no tenía derecho a ninguna pensión por el tiempo que trabajó en Alemania. [3] : 9 [5] : 293 [6] : 181
El primer problema al que tuvo que enfrentarse Born fue que, después de que Estados Unidos entrara en guerra en 1941, Optik se había reproducido y vendido ampliamente en Estados Unidos, junto con muchos otros libros y publicaciones periódicas. Esto se había hecho bajo la égida de la Oficina de Propiedad Extranjera , que estaba autorizada a confiscar la propiedad enemiga, de modo que ni los autores ni los editores recibían ningún pago por estas ventas. Cuando terminó la guerra, la impresión continuó, todavía sin pago de regalías a los autores o editores. Born había estado escribiendo regularmente para intentar recuperar su libro, señalando que no era un extranjero, ya que había sido ciudadano británico al comienzo de la guerra. Consiguió el apoyo de varias personas y organizaciones, incluido el embajador británico en Washington. En respuesta, recibió una carta en la que se le decía que tendría que pagar el 2% del precio de venta al público de cualquier libro nuevo que escribiera que estuviera basado en Optik . Un artículo en el Manchester Guardian sobre cómo Jean Sibelius había sido privado de regalías de la misma manera, lo impulsó a escribir una carta en la que describía su propia situación. Finalmente, le devolvieron sus derechos sobre el libro y recibió regalías retroactivas. [3] : 9 [5] : 294
Enseguida se dio cuenta de que era necesario cubrir los importantes avances en óptica que se habían producido en los años transcurridos desde que se había escrito el libro original. Se acercó a Dennis Gabor , el inventor de la holografía, para que colaborara con él en la redacción del libro. Emil Wolf , un asistente de investigación de la Universidad de Cambridge, fue invitado a escribir un capítulo del libro. Gabor abandonó posteriormente por limitaciones de tiempo. Born y Wolf fueron entonces los autores principales con contribuciones especializadas de otros autores. Wolf escribió varios capítulos y editó las otras contribuciones; la aportación de Born fue una versión modificada de Optik y también la colaboración con Wolf en la planificación del libro, y muchas discusiones sobre puntos en disputa, presentación, etc. [2] : Prefacio a la 1.ª edición [3] : 9 [5] : 293
Esperaban terminar el libro a finales de 1951, pero eran "demasiado optimistas". [7] : 10 El libro se publicó por primera vez en diciembre de 1959.
Pergamon Press fue una editorial científica fundada en 1948 por Robert Maxwell y Paul Rosbaud . Este último había sido asesor científico de Springer en Alemania antes y durante la guerra y fue uno de los editores que se ocuparon de Optik . También fue un agente encubierto de los Aliados durante la guerra. Convenció a los autores de que colocaran el libro en manos de Pergamon Press, una decisión de la que luego se arrepentirían. [3] : 10 [5] : 295
Gustav Born , hijo de Max , ofrece un relato detallado [8]. Explica cómo las leyes de difamación en el Reino Unido le impidieron hablar de esto hasta después de la muerte de Maxwell .
Maxwell intentó que los autores aceptaran una tasa de regalías mucho más baja por las ventas en Estados Unidos que la acordada en su contrato porque el libro iba a ser comercializado por una editorial diferente, lo que significaría menores ganancias para Pergamon. Entonces, el libro fue comercializado a través de la sucursal estadounidense de Pergamon, pero los autores aún recibieron regalías reducidas. También descubrieron que las cifras de ventas en sus estados financieros eran inferiores a las cifras reales. Una cláusula en el contrato significaba que tenían que recurrir a arbitraje en lugar de ir a los tribunales para resolver esto. Gustav actuó en nombre de su padre en el asunto, ya que Max Born vivía ahora en Alemania y tenía más de setenta años. El caso fue visto por Desmond Ackner (más tarde Lord Ackner) en 1962. Falló a favor de los autores en todos los aspectos. No obstante, continuaron recibiendo salarios inferiores. Las cifras iniciales en el estado de cuenta de un año no coincidían con las cifras finales del estado de cuenta del año anterior. Algunas ediciones se reimprimieron varias veces, pero no aparecieron en las cuentas en absoluto. Después de la muerte de Born, Wolf se enteró de que se estaba distribuyendo una edición internacional en el Lejano Oriente, de la que no le habían informado. Pergamon le envió un pequeño cheque cuando les planteó el asunto. Cuando los amenazó con emprender acciones legales, le enviaron otro cheque por el triple de la cantidad. Wolf dijo [2] : Prefacio a la séptima edición que el libro se reimprimió diecisiete veces (sin contar las ediciones y traducciones no autorizadas).
Rosbaud abandonó Pergamon Press en 1956 “porque consideraba que Maxwell era completamente deshonesto”. Otros autores le dijeron a Gustav Born que habían tenido los mismos problemas con Maxwell. Entre ellos se encontraban Sir Henry Dale , que compartió el premio Nobel de Medicina en 1936, y Edward Appleton.
El libro tenía como objetivo cubrir únicamente aquellos fenómenos ópticos que pueden derivarse de la teoría electromagnética de Maxwell y pretende dar una imagen completa de lo que entonces se sabía derivado de las ecuaciones de Maxwell. [2] : Prefacio a la primera edición
Esta fue publicada en 1962. [2] : Prefacio a la segunda edición Contenía correcciones de errores y erratas.
Los láseres se han desarrollado desde que se publicó la primera edición, pero no se han abordado porque su funcionamiento queda fuera del ámbito de la óptica clásica. Se han incluido algunas referencias a investigaciones en las que se han utilizado láseres.
Esta fue publicada en 1965. [2] : Prefacio a la tercera edición Nuevamente se corrigieron errores y erratas, y se agregaron referencias a publicaciones recientes.
Una nueva figura (8.54), donada por Leith y Upatnieks , mostraba imágenes de la primera imagen holográfica tridimensional. Esto se relacionaba con la sección del Capítulo VIII que describía la técnica de reconstrucción del frente de onda de Gabor ( holografía ).
Esta se publicó en 1968 e incluyó correcciones, mejoras al texto y referencias adicionales. [2] : Prefacio a la cuarta edición
Esta se publicó en 1974 y nuevamente incluyó correcciones, mejoras al texto y referencias adicionales. [2] : Prefacio a la quinta edición
Se realizaron cambios significativos en las Secciones 13.1 a 13.3, que tratan las propiedades ópticas de los metales. No es posible describir la interacción de una onda electromagnética óptica con un metal utilizando la teoría óptica clásica. No obstante, algunas de las características principales pueden describirse, al menos en términos cuantitativos, siempre que se tengan en cuenta la dependencia de la frecuencia de la conductividad y el papel de los electrones libres y ligados.
Esta se publicó en 1985 y contenía una pequeña cantidad de correcciones [2] : Prefacio a la sexta edición"
En 1997, la publicación del libro fue transferida a Cambridge University Press, que estaba dispuesta a restablecer el texto, brindando así la oportunidad de realizar cambios sustanciales en el libro. [2] : Prefacio a la séptima edición
La invención del láser en 1960, un año después de la publicación de la primera edición, había dado lugar a muchas actividades nuevas y a campos completamente nuevos en la óptica. Una versión totalmente actualizada de "Principios de óptica" habría requerido varios volúmenes nuevos, por lo que Wolf decidió añadir sólo unos pocos temas nuevos, lo que no requeriría revisiones importantes del texto.
Se agregó una nueva sección al Capítulo IV, en la que se presentan los principios de la tomografía axial computarizada (o TAC), que ha revolucionado el diagnóstico en medicina. También se incluye una descripción de la transformada de Radon desarrollada en 1917, que sustenta la teoría de la TAC.
Se agregó una explicación de la teoría de difracción de Kirchhoff-Rayleigh al Capítulo VIII, ya que se había vuelto más popular. Existe un debate sobre si esta teoría o la más antigua de Kirchhoff describen mejor los efectos de la difracción.
Se presenta un fenómeno recientemente descubierto, en el que el análisis espectral de la distribución de luz de campos de luz de banda ancha superpuestos proporciona información física importante a partir de la cual se pueden deducir las propiedades de coherencia de la luz.
Se añadió el capítulo XIII, titulado "La teoría de la dispersión de la luz por medios no homogéneos". La teoría subyacente se desarrolló muchos años antes en el análisis de la dispersión potencial mecánica cuántica, y se había derivado más recientemente para la dispersión óptica. Se analiza la tomografía por difracción. Se aplica cuando la longitud de onda finita de las ondas involucradas, por ejemplo, ondas ópticas y ultrasónicas , no se puede ignorar, como es el caso de la tomografía de rayos X.
También se agregaron tres nuevos apéndices:
Hasta la fecha se han realizado siete ediciones del libro.
Las primeras seis fueron publicadas por Pergamon Press en 1959, 1962, 1965, 1968, 1974 y 1980. Cambridge University Press se hizo cargo del libro en 1997 y publicó una séptima edición ampliada en 1999 [2]. Una versión especial del sexagésimo aniversario se lanzó en 2019, sesenta años después de la primera edición.
En 1999, Wolf comentó [2] : Prefacio a la séptima edición que había habido diecisiete reimpresiones autorizadas y un número desconocido de reimpresiones no autorizadas.
La quinta edición fue reimpresa en 1975 y 1977. [10] Entre 1983 y 1993, la sexta edición del libro fue reimpresa siete veces. [3] Algunas de estas reimpresiones, incluidas las de los años 1983 y 1986, incluyeron correcciones. [10]
Cambridge University Press produjo una reimpresión de la sexta edición en 1997. En 2002 se produjo una reimpresión de la séptima edición con correcciones. Se realizaron quince reimpresiones antes de que se imprimiera la edición del 60.º aniversario en 2019. [3]
La primera edición fue muy bien recibida. [2] : Prólogo Una biografía de Max Born decía: "presenta un tratamiento sistemático basado en la teoría electromagnética para todos los fenómenos ópticos que pueden describirse en términos de una distribución continua de materia". [11] Su momento fue muy oportuno. La llegada del láser poco después de su publicación significó que los conocimientos que proporcionó sobre la descripción y el análisis de la luz eran directamente aplicables al comportamiento de la luz láser. Fue ampliamente utilizado por profesores universitarios, los investigadores lo utilizaron como fuente de información rigurosa. Sus excelentes ventas reflejaron su valor para la comunidad óptica mundial.
Gabor dijo que el relato de la holografía en el libro era la primera descripción sistemática de la técnica en un libro de texto autorizado. [2] : Prólogo Gabor envió a Wolf una copia de uno de sus artículos con la inscripción "Querido Emil, te considero mi profeta principal. Con amor, Dennis" [7]
La séptima edición fue revisada por Peter W. Milonni , [4] Eugene Hecht , [12] y William Maxwell Steen. [13] Las ediciones anteriores del libro fueron revisadas por Léon Rosenfeld , [14] Walter Thompson Welford , [15] John D. Strong , [16] y Edgar Adrian , [17] entre otros. [18] [19] [20] [21] [22]
Peter W. Milonni inició su reseña del libro respaldando la descripción de la sobrecubierta del libro, afirmando que es "uno de los libros científicos clásicos del siglo XX y probablemente el libro más influyente en óptica publicado en los últimos 40 años". [4]
Eugene Hecht abrió su reseña del libro comparando la tarea con la de reseñar La Odisea , en el sentido de que "no se puede abordar sin un cierto asombro y el conocimiento previo de que todo lo que digas es esencialmente irrelevante". [12] Hecht luego resume su propia reseña, para ayudar a "cualquiera que no tenga tiempo para leer el resto de este ensayo" al afirmar: " Principios de óptica es un gran libro, la séptima edición es excelente, y si trabajas en el campo, probablemente deberías tenerlo". [12] Hecht continuó afirmando que el libro "es un gran tratado matemático riguroso, pesado e inquebrantable que trata una gran cantidad de temas en óptica clásica". [12] Señaló que el libro puede ser difícil de entender; escribió: "Este es un tour de force, nunca pensado para una lectura fácil". [12] Después de analizar algunos de los cambios de la nueva edición, Hecht finalizó la reseña con el mismo resumen que la introducción, enfatizando nuevamente que "si trabajas en el campo probablemente deberías poseerlo". [12]
