光學

光學 （ Optics ） ， 是物理學的分支 ， 主要是研究光的現象 、 性質與應用 ， 包括光與物質之間的相互作用 、 光學儀器的製作 。 光學通常研究紅外線 、 紫外線及可見光的物理行爲 。 因爲光是電磁波 ， 其它形式的電磁輻射例如X射線 、 微波及無線電波等等也具有類似光的特性 。 英文術語 「 optics 」 源自古希臘字 「 ὀπτική 」 ， 意爲名詞 「 看見 」 、 「 視見 」 。 大多數常見的光學現象都可以用古典電動力學理論來說明 。 但是 ， 通常這全套理論很難實際應用 ， 必需先假定簡單模型 。 幾何光學的模型最爲容易使用 。 它試圖將光當作射線 （ 光線 ） ， 能夠直線移動 ， 並且在遇到不同介質時會改變方向 ； 它能夠解釋像直線傳播 、 反射 、 折射等等很多光線現象 。 物理光學的模型比較精密 ， 它把光當作是傳播於介質的波動 （ 光波 ） 。 除了反射 、 折射以外 ， 它還能夠以波性質來解釋向前傳播 、 干涉 、 偏振等等光學現象 。 幾何光學不能解釋這些比較複雜的光學現象 。 在歷史上 ， 光的射線模形首先被髮展完善 ， 然後纔是光的波動模形. 很多現象涉及到光的波粒二象性 。 只有量子力學能夠解釋這些現象 。 在量子力學裏 ， 光被視爲由一群稱爲光子的粒子組成 。 量子光學專門研究怎樣用量子力學來解釋光學現象 。 進一步將光學細分類 。 光的純科學領域 ， 通常被稱爲光學或 「 光學物理 」 。 應用光學通常被稱爲光學工程 。 光學工程中涉及到照明系統的部分 ， 被特別稱爲 「 照明工程 」 。 每一個分支在應用 、 技術 、 焦點以及專業關聯上 ， 都有很大不同 。 在光學工程中 ， 比較新的發現 ， 通常被歸類爲光子學 （ photonics ） 。 因爲光學在實際中被廣泛應用 ， 光學物理和工程光學 ， 在領域上 ， 有很大程度的互相交叉 。 光學也與電子工程 、 物理學 、 天文學 、 醫學 （ 尤其是眼科學與視光學 ） 等許多學科密切相關 。 很多關鍵科技都能找到光學的研究果實 ， 包括鏡子 、 透鏡 、 望遠鏡 、 顯微鏡 、 激光 、 光纖 、 發光二極體 、 光伏等等 。