Optica is het deelgebied van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de beschrijving en verklaring van het gedrag van elektromagnetische straling in en rond het zichtbare deel van het spectrum licht, oftewel licht. Er zijn drie gedaanten voor de beschrijving: stralen, continue golven en discrete fotonen.
De oudste vorm van optica (geometrische optica) is gebaseerd op het begrip lichtstraal. Er wordt vanuit gegaan dat een lichtstraal zich in een homogeen medium over een rechte lijn voortbeweegt. Verandering van richting vindt in homogene media alleen plaats op de grensvlakken tussen twee media en in inhomogene media in het gehele medium. Op grensvlakken tussen homogene media vindt breking en reflectie plaats. De intensiteitsverhoudng tussen de gereflecteerde en de gebroken straal wordt beschreven door de Fresnel-vergelijkingen. De richting van de gebroken straal wordt bepaald door de Wet van Snellius. Vaak verschilt de breking voor verschillende kleuren licht, dit wordt kleurschifting of dispersie genoemd en is een van de belangrijkste toepassingen van prisma's. De eigenschappen van lenzen, spiegels en prisma's, zoals brandpuntsafstand en aberratie, worden bepaald door de vormen van grensvlakken tussen optische media, en door de verhoudingen van hun brekingsindices. Lenzen bijvoorbeeld hebben veelal bolvormige grensvlakken. Puur straal-gebaseerde optische instrumenten bestaan uit (combinaties van) lenzen, spiegels of prisma's om de gewenste optische eigenschappen te verkrijgen.
Nadat eind 19e eeuw duidelijk werd dat licht in feite een elektromagnetisch golfverschijnsel is, kwamen instrumenten in zwang die gebruikmaken van interferentie, met name het tralie en de interferometer zijn belangrijk. Holografie mag in dit verband ook genoemd worden.
Tenslotte, na de ontwikkeling van de kwantummechanica en het inzicht dat licht ook beschouwd kan worden als een bundel deeltjes (fotonen), werden instrumenten ontwikkeld die gebaseerd zijn op de interactie van fotonen met materie, zoals een CCD/camera of een fotomultiplier.
Inhoud |
 |
Wikibooks heeft een studieboek over dit onderwerp: Cursus optica. |
| Natuurkunde |
|---|
|
Mechanica - Optica - Stromingsleer - Thermodynamica - Akoestiek - Elektriciteit - Astrofysica - Astronomie - Atoomfysica - Vastestoffysica - Plasmafysica - Kwantummechanica |