ოპტიკა
ოპტიკა — ფიზიკის განშტოება, რომელიც შეისწავლის სინათლის თვისებებს, მათ შორის მის ქცევას მატერიასთან და ასევე, ინსტრუმენტებთან, რომლებიც გამოიყენება და აღმოაჩენს მას. ოპტიკა, როგორც წესი, აღწერს სინათლის ხილულ, ულტრაიისფერ და ინფრაწითელ სპექტრებს. რადგანაც სინათლე ელექტრომაგნიტური ტალღაა, ელექტრომაგნიტური რადიაციის სხვა სახეებსაც, როგორებიცაა რენტგენის სხივები, მიკროტალღები და რადიო ტალღები, გააჩნია მსგავსი თვისებები. უმეტესი ოპტიკური მოვლენის ახსნა შესაძლებელია სინათლის კლასიკური ელექტრომაგნიტური დახასიათებით. თუმცა, სინათლის სრული ელექტრომაგნიტური დახასიათების გამოყენება პრაქტიკაში, ხშირად, რთულია. პრაქტიკული ოპტიკა ხშირად მიმართავს გამარტივებულ მოდელებს. მათ შორის ყველაზე გავრცელებულია გეომეტრიული ოპტიკა, რომელიც განიხილავს სინათლეს როგორც სხივთა ნაკრებს, რომელიც გაივლის სწორ გზას, შემდეგ ობიექტების ზედაპირებში გავლის, ან არეკვლის, შედეგად გარდატყდება და იშლება სპექტრებად. ფიზიკური ოპტიკა სინათლის გაცილებით უფრო კომპლექსური მოდელია, რომელიც მოიცავს ისეთ ტალღურ ეფექტებს, როგორებიცაა დიფრაქცია და ინტერფერენცია, და რომლებსაც ვერ აღწერს გეომეტრიული ოპტიკა. ისტორიულად, ჯერ სინათლის სხივებზე დაფუძნებული მოდელი იქნა შემუშავებული, ხოლო შემდგომ — სინათლის ტალღური მოდელი. ელექტრომაგნიტური თეორიის პროგრესმა 19 საუკუნეში დაგვანახა, რომ სინათლის სხივები, ფაქტობრივად, ელექტრომაგნიტურ რადიაციას წარმოადგენს. ზოგიერთი ოპტიკური მოვლენის ახსნა შესაძლებელია იმ ფაქტით, რომ მათ გააჩნიათ ორმაგი ბუნება: როგორც კვანტური, ასევე ტალღური. მათ ასახსნელად უნდა მივმართოთ კვანტურ მექანიკას. თუ გავითვალისწინებთ სინათლის კვანტურ (ნაწილაკურ) თვისებებს, სინათლე განისაზღვრება როგორც ნაწილაკების ერთობლიობა, რომელთაც „ფოტონები“ ეწოდებათ. კვანტური ოპტიკა შეისწავლის მოვლენებს, რომლებიც გამოწვეულია კვანტური მექანიკის ჩარევით ოპტიკურ სისტემებში. ოპტიკურ მეცნიერებას მრავალი საერთო აქვს და შეისწავლება ბევრ დაკავშირებულ მეცნიერებებში, მათ შორის ასტრონომიაში, ინჟინერიის არაერთ დარგში, ფოტოგრაფიასა და მედიცინაში (განსაკუთრებით ოფთალმოლოგიასა და ოპტომეტრიაში). ოპტიკის პრაქტიკული გამოყენების მაგალითები მრავლად მოიპოვება სხვადასხვა ტექნოლოგიებსა თუ ყოველდღიურ ცხოვრებაში: სარკეები, სათვალეები, ტელესკოპები, მიკროსკოპები, ლაზერები თუ ოპტიკური ბოჭკოები.