Die Optik ist ein Fachgebiet der Physik, das sich mit dem Verhalten und den Eigenschaften von Licht, sowie dessen Wechselwirkung mit Materie auseinandersetzt und die dazu gehörigen Gesetzmäßigkeiten untersucht.
Man unterscheidet in der Optik zwischen geometrischer (ray) Optik und physikalischer (wave) Optik. Die geometrische Optik beschäftigt sich mit der Ausbreitung von Lichtstrahlen. Die physikalische Optik hingegen befasst sich hauptsächlich mit Phänomenen, die die Wellennatur des Lichts betreffen, wie z. B. Interferenz und Beugung.
Unter Lichtbrechung versteht man die Änderung der Ausbreitungsrichtung von Licht, wenn es in ein anderes Medium eintritt.
Der Brechungsindex (n) eines Mediums ist das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c) zur Lichtgeschwindigkeit im Medium (v). Er wird mit der Formel n = c/v berechnet.
Unter Totalreflexion versteht man das Phänomen, dass ein Lichtstrahl an der Grenzfläche zweier Medien vollständig reflektiert wird, wenn der Einfallswinkel größer als der sogenannte Grenzwinkel ist.
Nach dem Prinzip der Huygensschen Wellenfront kann jeder Punkt einer Wellenfläche als Ausgangspunkt für eine neue, kugelförmige Welle betrachtet werden.
Das Gesetz von Snellius beschreibt den Zusammenhang zwischen den Einfallswinkeln und den Brechungswinkeln von Licht, das von einem Medium in ein anderes übergeht.
Ein Prisma bricht einfallendes Licht aufgrund seiner geometrischen Form und dem Brechungsindex des Materials. Dabei wird das Licht in seine spektralen Farben zerlegt (Dispersionsprinzip).
Die Wellenlänge von Licht ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen. Sie bestimmt die Farbe des Lichts – kurze Wellenlängen erzeugen blau-violettes Licht, lange Wellenlängen erzeugen rotes Licht.
Unter Polarisation versteht man die Ausrichtung der Schwingungsrichtung von Lichtwellen in eine bestimmte Richtung. Sie kann durch Reflexion, Doppelbrechung oder Absorption erreicht werden.