Optika

See artikkel räägib teadusharust; Newtoni teose kohta vaata artiklit Optika (Newton)

Optika ehk valgusõpetus on füüsika haru, mis kirjeldab valguse käitumist ja omadusi, sealjuures ka aine ja valguse vastastikmõju. Samuti iseloomustab see valgust avastavate või seda kasutavate instrumentide ehitust ja põhimõtteid. Enamasti käsitleb optika nii nähtava, ultraviolett- kui ka infrapunavalguse omadusi. Kuna valgus on elektromagnetlaine, on tal sarnased omadused teiste elektromagnetlainetega, näiteks röntgenikiirguse ning mikro- ja raadiolainetega.^[1]

Suurt osa optilisi nähtusi saab seletada klassikalise käsitlusega, kuigi täpset teooriat on tihti raske praktikas rakendada. Praktilisi katseid tehes kasutatakse üldjuhul mudeleid. Üks kõige levinum neist, geomeetriline optika, käsitleb valgust kiirtekimbuna, milles kiired levivad sirgjooneliselt ja muudavad suunda ainelt peegeldudes või seda läbides. Füüsikaline optika on keerulisem mudel, mis suudab kirjeldada (erinevalt geomeetrilisest) difraktsiooni ja interferentsi, võttes arvesse valguse lainelisi omadusi. Ajalooliselt eelnes geomeetriline käsitlus füüsikalisele olles vanimaks optika osaks. 19. sajandi areng elektromagnetteoorias viis arusaamani, et valgus on tegelikult elektromagnetkiirgus.

Mõned nähtused vajavad aga kirjeldamiseks mõlema teooria olemasolu, arvestades nii valguse lainelisi kui ka osakeselisi omadusi. Selliste nähtuste seletamiseks on vaja rakendada kvantmehaanikat, kus näiteks valgusvoogu saab kirjeldada ka osakeste, mida nimetatakse footoniteks, voona. Kvantoptika tegeleb kvantmehaanika kaudu optiliste süsteemide seletamisega.

Optikast on kasu väga paljudes valdkondades, näiteks astronoomias, inseneriteadustes, fotograafias ja meditsiinis (näiteks optomeetria). Praktiliselt kasutatakse optikat igal sammul: peegleid ja läätsi kasutatakse näiteks teleskoopides, mikroskoopides ja fotoaparaatides, optilisi kaableid näiteks meditsiinis ja andmesides. Tänu optikale on vaegnägijatel võimalus kasutada prille ja kontaktläätsi.