光学
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光學(英語:Optics),是物理學的分支領域,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為。因為光是電磁波,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。[1]英文術語「optics」源自古希臘字「ὀπτική」,意為名詞「看見」、「視見」。[2]
大多數常見的光學現象都可以用古典電动力學理論來說明。但是,通常這全套理論很難實際應用,必需先假定簡單模型。幾何光學的模型最為容易使用。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發展完善,然後才是光的波動模形.
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,光被視為由一群稱為光子的粒子組成。量子光學專門研究怎樣用量子力學來解釋光學現象。
進一步將光学細分類。光的纯科学领域,通常被称为光学或「光学物理」。应用光学通常被称为光学工程。光学工程中涉及到照明系统的部分,被特别称为「照明工程」。每一个分支在应用、技术、焦点以及专业关联上,都有很大不同。在光学工程中,比较新的发现,通常被归类为光子学(photonics)。
因为光学在实际中被广泛应用,光学物理和工程光学,在领域上,有很大程度的互相交叉。光学也与电子工程、物理学、天文學、医学(尤其是眼科学与視光學)等许多学科密切相关。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。