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L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, de son comportement et de ses propriétés, du rayonnement électromagnétique à la vision en passant par les systèmes utilisant ou émettant de la lumière. Du fait de ses propriétés ondulatoires, le domaine de la lumière peut couvrir le lointain UV jusqu'au lointain IR en passant par les longueurs d'onde visibles. Ces propriétés recouvrent alors le domaine des ondes radio, micro-ondes, des rayons X et des radiations électromagnétiques.
La plupart des phénomènes optiques peuvent être expliqués en utilisant la description électromagnétique classique. Cependant, cette description, bien que complète, est souvent difficile à appliquer en pratique : on utilise plus souvent des modèles simplifiés. Le plus commun d'entre eux, l'optique géométrique, considère la lumière comme un ensemble de rayons voyageant en ligne droite et qui s'incurvent quand ils traversent ou se réfléchissent sur des surfaces. L'optique physique est un modèle plus complet, incluant les effets ondulatoires comme la diffraction et les interférences, qui ne sont pas prises en compte dans le modèle géométrique. Historiquement, le modèle basé sur les rayons a été développé en premier, suivi par le modèle ondulatoire. Des progrès dans la théorie électromagnétique au cours du XIXe siècle ont conduit à la découverte du fait que la lumière est un rayonnement électromagnétique.
Certains phénomènes dépendent du fait que la lumière possède à la fois des propriétés corpusculaires et des propriétés ondulatoires. L'explication de ces effets est possible grâce à la mécanique quantique. Lorsqu'on considère la lumière comme une particule, on peut la modéliser comme un ensemble de photons. L'optique quantique traite de l'application de la mécanique quantique aux systèmes optiques.
L'optique trouve des applications et est étudiée dans beaucoup de domaines, incluant l'astronomie, différents champs de l'ingénierie, la photographie ou encore la médecine. Les applications pratiques de l'optique peuvent se retrouver dans un grand nombre de technologies et d'objets du quotidien comme les miroirs, les lentilles, les lasers, la fibre optique, les microscopes ou encore les télescopes optiques.