Wie bereits die Überschrift vermuten lässt, ist die Optik ein Teilbereich der Physik. Die “Optik” beschäftigt sich dabei hauptsächlich mit der Ausbreitung von Licht, der Wechselwirkung von Licht mit Materie und optische Abbildungen. Grundlage der “Optik” ist die Wellennatur des Lichts, dass -je nach Betrachtung- Teilchen- oder Welleneigenschaften hat.
Wichtige Themengebiete in der Optik sind dabei:
Relativ früh entstand schon die Frage, ob das Licht aus einem Teilchenstrahl oder einer Art Wellenbewegung besteht (was auch für die Entwicklung des Atommodells von großer Bedeutung war). Grundlage zur Beantwortung dieser Frage waren die Gesetze der Reflexion (Spiegelung der Lichtstrahlen an einer Trennfläche zwischen zwei Medien) und die Lichtbrechung. Anfangs nahm man an, dass das Phänomen der Beugung als Kriterium angesehen werden kann, dass man es bei Licht mit einer Wellenerscheinung zu tun hat.
Die Wellentheorie ist in der Lage die Ausbreitung des Lichts beschreiben, aber nicht dessen Wechselwirkung mit Materie erklären (fotoelektrischer Effekt bzw. Fotoeffekt). So entwickelte sich das Teilchenmodell des Lichts bzw. der Welle-Teilchen-Dualismus.
Die Entwicklung im 20 Jhd. beschleunigten die Entwicklung in der Optik. So führte beispielsweise die Entwicklung des Lasers, dass zuvor unbekannte optische Effekte entdeckt werden konnten. Mit Hilfe Erkenntnisse aus der Optik ließen sich die Brille, das Brennglas, der Brennspiegel, die Kamera wie auch das Fernrohr entwickeln bzw. verstehen.
Die optische Physik betrifft das Verhalten und die Eigenschaften von Licht, einschließlich ihrer Interaktionen mit Materie und der Konstruktion von Instrumenten, die Licht erfassen. Sie deckt Bereiche wie geometrische Optik, physikalische Optik, Quantenoptik und optische Signalverarbeitung ab.
Die Optik erforscht physikalische Phänomene wie die Reflexion, Brechung, Beugung und Interferenz von Licht.
Die Lichtbrechung ist das Phänomen, bei dem sich die Richtung von Licht ändert, wenn es von einem Medium zu einem anderen übergeht.
Die Linsen sind optische Geräte mit perfekten oder annähernd perfekten symmetrischen Oberflächen, die Lichtstrahlen brechen. Es gibt zwei Haupttypen von Linsen, konvexe und konkave.
Das Huygens’sche Prinzip besagt, dass jeder Punkt einer Wellenfront als die Quelle einer sekundären Wellenfront betrachtet werden kann.
Dispersion ist das Phänomen der Aufspaltung von weißem Licht in seine Komponentenfarben, wenn es durch ein Prisma geht.
Die Polarisation ist das Phänomen, bei dem sich Lichtwellen in einer bestimmten räumlichen Richtung ausbreiten. Sie kann durch Reflexion, Brechung, Beugung oder durch die Absorption von Licht in bestimmten Materialien entstehen.
Ein Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) ist ein Gerät, das Licht verstärkt, indem es eine Emission von Strahlungen stimulating, die meist in Form von Licht sichtbar sind. Er funktioniert durch den Prozess der stimulierte Emission.
Die Wellenlänge von Licht ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen, während die Frequenz die Anzahl der Wellen ist, die in einer Sekunde passieren.
Die Transmission bezieht sich auf das Durchlassen von Licht durch ein Material, während die Reflexion das Zurückwerfen von Licht an der Oberfläche eines Materials bedeutet.