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Die Optik ist das Teilgebiet der Physik, das sich mit dem Verhalten und den Eigenschaften des Lichts befasst, einschließlich seiner Wechselwirkungen mit der Materie und der Konstruktion von Instrumenten, die es nutzen oder aufspüren. Die Optik beschreibt in der Regel das Verhalten von sichtbarem, ultraviolettem und infrarotem Licht. Licht ist eine Art von elektromagnetischer Strahlung, und andere Formen elektromagnetischer Strahlung wie Röntgenstrahlen, Mikrowellen und Radiowellen weisen ähnliche Eigenschaften auf.

Die meisten optischen Phänomene können mit der klassischen elektromagnetischen Beschreibung des Lichts erklärt werden, allerdings sind vollständige elektromagnetische Beschreibungen des Lichts in der Praxis oft schwer anzuwenden. In der praktischen Optik werden in der Regel vereinfachte Modelle verwendet. Das gebräuchlichste dieser Modelle, die geometrische Optik, behandelt Licht als eine Ansammlung von Strahlen, die sich in geraden Linien bewegen und sich biegen, wenn sie durch Oberflächen hindurchgehen oder von ihnen reflektiert werden. Die physikalische Optik ist ein umfassenderes Modell des Lichts, das auch Welleneffekte wie Beugung und Interferenz umfasst, die in der geometrischen Optik nicht berücksichtigt werden können. Historisch gesehen wurde zuerst das strahlenbasierte Modell des Lichts entwickelt, gefolgt von dem Wellenmodell des Lichts. Die Fortschritte in der elektromagnetischen Theorie im 19. Jahrhundert führten zu der Entdeckung, dass Lichtwellen tatsächlich elektromagnetische Strahlung sind.

Einige Phänomene hängen davon ab, dass Licht sowohl wellenartige als auch teilchenartige Eigenschaften hat. Die Erklärung dieser Effekte erfordert die Quantenmechanik. Bei der Betrachtung der teilchenartigen Eigenschaften des Lichts wird das Licht als eine Ansammlung von Teilchen, den so genannten „Photonen“, modelliert. Die Quantenoptik befasst sich mit der Anwendung der Quantenmechanik auf optische Systeme.

Die optischen Wissenschaften sind für viele verwandte Disziplinen relevant und werden in ihnen studiert, z. B. in der Astronomie, in verschiedenen Ingenieursbereichen, in der Fotografie und in der Medizin (insbesondere in der Augenheilkunde und Optometrie, wo sie als physiologische Optik bezeichnet wird). Praktische Anwendungen der Optik finden sich in einer Vielzahl von Technologien und Alltagsgegenständen, darunter Spiegel, Linsen, Teleskope, Mikroskope, Laser und Glasfaseroptik.