Optik, ışık hareketlerini, özelliklerini, ışığın diğer maddelerle etkileşimini inceleyen; fiziğin ışığın ölçümünü ve sınıflandırması ile uğraşan bir alt dalı. Optik, genellikle gözle görülebilen ışık dalgalarının ve gözle görülemeyen morötesi ve kızılötesi ışık dalgalarının hareketini inceler. Çünkü ışık bir elektromanyetik dalgadır ve diğer elektromanyetik dalga türleri ile benzer özellikler gösterir.
Elektromanyetik radyasyon, elektromanyetik ışınım, elektromanyetik dalga ya da elektromıknatıssal ışın bir vakum veya maddede kendi kendine yayılan dalgalar formunu alan bir olgudur. Elektromanyetik dalgalar, yüklü bir parçacığın ivmeli hareketi sonucu oluşan, birbirine dik elektrik ve manyetik alan bileşeni bulunan ve bu iki alanın oluşturduğu düzleme dik doğrultuda yayılan, yayılmaları için ortam gerekmeyen, boşlukta c ile yayılan enine dalgalardır. Elektromanyetik dalgalar, frekansına göre değişik tiplerde sınıflandırılmıştır. Bu tipler sırasıyla :
- Radyo dalgaları
- Mikrodalgalar
- Terahertz radyasyonu
- Kızılötesi ışınım
- Görünür ışık
- Morötesi ışınım
- X-ışınları ve
- Gama ışınlarıdır.
Telekomünikasyon, iki ya da daha fazla kişinin teknolojiyi kullanarak bilgi alışverişinde bulunmasına denir. Haberleşme teknolojisi kanalları kullanarak ve fiziksel yollarla ya da elektromanyetik dalgaların bir formu olarak bilgileri iletir. Elektrik sinyalleri buna örnek olarak verilebilir. Telekomünikasyon topluluk adı olarak isimlendirilebilir çünkü birçok farklı teknolojiyi içinde barındırmaktadır.
Işık veya görünür ışık, elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafından algılanabilen kısmı içindeki elektromanyetik radyasyon. Görünür ışık genellikle 400-700 nanometre (nm) aralığında ya da kızılötesi ve morötesi arasında 4.00 × 10−7 ile 7.00 × 10−7 m dalga boyları olarak tanımlanır. Bu dalga boyu yaklaşık 430-750 terahertz (THz) frekans aralığı anlamına gelir.
Compact Disc ya da Yoğun Disk, Philips ve Sony ortaklığı ile geliştirilmiş sayısal optik veri saklama ortamıdır. 1982'de Sony şirketinde çalışan Norio Ogha tarafından icat edilmiş ve aynı yıl 1 Ekim 1982'de satışa çıkan ilk disk ve yürütücü sırasıyla Billy Joel'in 52nd Street'i ve Sony'nin CDP-101'i idi. CD'ler bu tarihten sonra ticari olarak günümüze kadar satılmaya devam edilmiştir.
Mazer ya da maser, atomların, dışarıdan uyarılması neticesinde dışarıya salınan radyasyon yardımı ile elde edilen, genliği yükseltilmiş elektromanyetik dalga. Mazer, önceleri ilk mazerin mikrodalga frekansında çalışması sebebiyle İngilizce cümlesindeki kelimelerin baş harflerinin alınmasından türetilmiştir. Bugünse işitme frekansından itibaren, görünen ve morötesi frekanslı elektromanyetik bölgelerde dahi aynı prensip tatbik edildiğinden mazer, Molecular amplification by Stimulated Emission of Radiation olarak tarif edilmektedir. Mazer, uyarılmış radyasyon yayılımıyla mikrodalga veya moleküler dalga kuvvetlendirilmesi demektir. Cihaz, hassas olarak tayin edilmiş frekansta mikrodalga osilasyonları (titreşimleri) ve düşük gürültü seviyeli amplifikasyon (kuvvetlendirme) elde etmeyi sağlar. Bu maksatla atomların ve moleküllerin iç enerjisinden faydalanan bir amplifikatör ve osilatör grubu kullanılır. Aletin çalışmasının temel prensibi olan uyarılmış emisyon, uyarılmış haldeki bir atoma, dışarıdan eşit enerjili bir fotonun çarpması sonucu atomun aynı özellikli bir foton yayması şeklinde meydana gelir. Böylece atoma çarpan foton veya dalgalar çarptıkları uyarılmış atomlar tarafından yayılan fotonlarla kuvvetlenir. Bir mazer, gaz veya katı halde aktif bir ortamdan ibarettir. Sistem çeşitli frekanslar halinde elektromanyetik bir radyasyona maruz bırakılır. İçerideki atomların çoğu bu tesirle yüksek enerjili (uyarılmış) hale gelir. Böylece uyarılmış bir frekans meydana gelir. Aktif ortam, rezonans sağlayan bir boşlukla çevrili olduğundan, tek bir çıkış frekansına eşdeğer osilasyon modlu paralel dalgalar meydana gelir. Çok fazla çeşitli, koherent ve tek renk ışık elde etmek amacıyla oluşturulan optik düzenekler mazerdir. Bunların optik frekanslarda çalışanlarına optik mazer veya lazer adı verilir. Birkaç milimetreden daha uzun dalga boyları için rezonatör olarak metal bir kutu kullanılır.Bu kutunun boyutu titreşim modlarından yalnızca biri atomların yaymış oldukları ışınımların frekanslarıyla çalışacak biçimde belirlenir, kutuda yalnızca bir ses frekansında rezonansa uğramış gibi belirli bir mikro dalga frekansında rezonansa gelir.
Süpernova, enerjisi biten büyük yıldızların şiddetle patlaması durumuna verilen addır. Bir süpernovanın parlaklığı Güneş'in parlaklığının yüz milyon katına varabilir.
Holografi, lazer ışınlarına dayanılarak gerçekleştirilen üç boyutlu görüntü işlemine verilen addır.
Radyo teleskop, elektromanyetik tayfın radyo bölgesindeki dalgaları yakalayıp kuvvetlendirerek gözlem yapmak için kullanılan çanak şeklinde antenlerden oluşmuş alıcı veya alıcılardır. Radyo teleskop alıcısı radyoyla hemen hemen aynı işi görür. Radyo teleskobun radyodan farkı kozmik cisimlerden gelen yayının çok zayıf olmasıdır. Bu da gelen yayının yüz milyon kattan daha fazla kuvvetlendirilmesini gerektirir. Bu yüzden radyo teleskop alıcıları daha duyarlı yapılmak zorunda ayrıca ileri radyo ve bilgisayar teknolojileri gerektirmektedir. Radyo teleskoplar elektronik ve bilgisayar alanlarındaki gereksinimlerinden dolayı bu alanlara da önemli katkılarda bulundular. Antenin büyüklüğü yani dalgaları toplayan alanın büyüklüğü önemli olduğu için radyo çanakları olabildiğince büyük yapılmaya çalışılır.
Fizik ve astronomide kırmızıya kayma diye tanımlanan fenomen, bir cisimden yayılan ışımanın dalga boyunun artmasıdır. Görülebilen ışık için bu ışığın renginin elektromanyetik tayfın kırmızı yöne doğru kaymasıdır. Tersine dalga uzunluğunun azalması, maviye kayma olarak bilinir. Kâinat'ta gözlenen galaksilerden gelen ışığın birkaç istisnaî durum dışında tayfın hep kırmızı bölgesine kaydığı gözlenir. Edwin Hubble, bu gözlemin sonucunda Kâinat'ın yönden bağımsız olarak genişlediğini söylemiştir.
Alfred Kastler, Almanya doğumlu Fransız fizikçi. 1966 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.
Fiberoptik ya da optik fiber, kendi boyunca içinden ışığın yönlendirebildiği plastik veya cam fiberlerden oluşmuş bir optik liftir. Optik fiberler diğer iletişim malzemelerine oranla uzun mesafelerdeki veri iletişiminin daha hızlı ve yüksek değerlerde yapılabilmesine olanak verdikleri için fiberoptik haberleşme sistemlerinde çok sıklıkla kullanılmaktadırlar. Metal kablolar yerine fiber kabloların kullanılmasının nedeni, daha az kayba neden olmaları ve elektromanyetik etkileşimden etkilenmemeleridir. Optik fiberler aynı zamanda birçok sensör (alıcı) ve benzeri uygulamaların yapımında oldukça sık olarak kullanılmaktadırlar.
Dalga rehberi. Elektromanyetik ve haberleşme mühendisliğinde elektromanyetik dalgaları yönlendiren doğrusal yapılara verilen genel ad. En yaygın kullanımı ise bu görevde kullanılan metal borudur.
Polarizasyon dalganın hareket yönüne dik gelen düzlemdeki salınımların yönünü tanımlayan yansıyan dalgaların bir özelliğidir. Bu kavram dalga yayılımı ile ilgilenen optik, deprembilim ve uziletişim gibi bilim ve teknoloji sahalarında kullanılmaktadır. Elektrodinamikte polarizasyon, ışık gibi elektromanyetik dalgaların elektrik alanının yönünü belirten özelliğini ifade eder. Sıvılarda ve gazlarda ses dalgaları gibi boyuna dalgalar polarizasyon özelliği göstermez çünkü bu dalgaların salınım yönü uzunlamasınadır yani yönü dalganın hareketinin yönü tarafından belirlenmektedir. Tersine elektromanyetik dalgalarda salınımın yönü sadece yayılımın yönü ile belirlenmemektedir. Benzer şekilde katı bir maddede yansıyan ses dalgasında paralel stres yayılım yönüne dik gelen bir düzlemde her türlü yönlendirmeye tabi olabilir.
Bessel fonksiyonları ilk önce Daniel Bernoulli tarafından tanımlanmış ve Friedrich Bessel tarafından genelleştirilmiş
Optik lif(optical fiber) veya bilinen diğer adıyla ışıklifi(fiberoptic), yüksek kaliteli püskürtülmüş cam veya plastikten yapılmış olan esnek ve şeffaf bir lifdir. Kabaca insan saçından daha kalındır. Işığı lifin iki ucuna iletmek için bir ışık kılavuzluğu veya ışık borusu görevini görür. Işıkliflerin dizayn ve uygulaması ile ilgilenen uygulamalı bilim ve mühendislik dalı “fiber optik” olarak bilinir. Optik lifler, iletişimin diğer formlarına göre iletimin daha uzun mesafelerde ve daha geniş bant genişliği ile olmasına imkân veren “ışıklifi iletişim” alanında yaygın olarak kullanılır. Liflerin metal kablolar yerine kullanılmasının nedeni sinyallerin lifler üzerinde daha az kayıpla ilerlemesi ve aynı zamanda elektromanyetik engellerden etkilenmemesidir. Lifler aynı zamanda ışıklandırma için de kullanılır ve yığınlar halinde sarılır. Bu şekilde sınırlı alanlarda görüntülemeye imkân verecek şekilde görüntü taşımak için kullanılabilirler. Işıklifleri özel tasarlanmış lifli sensörler ve lifli lazerler dâhil, birçok değişik uygulama içinde de kullanılırlar.
Fiber optik iletişim ya da bilinen adıyla ışıklifi, optik lif boyunca ışık sinyalleri göndererek bilginin bir yerden başka bir yere iletilmesi metodudur. Işık, bilgi taşımak için yönlendirilmiş elektromanyetik taşıyıcı dalga görevi görür. İlk olarak 1970 yılında geliştirilen ışıklifli iletişim sistemleri; telekomünikasyon endüstrisinde devrim yaratmış, bilgi çağının gelişinde önemli bir rol oynamıştır. Elektriksel iletimden avantajlı olması nedeniyle ışıklifleri gelişmiş ülkelerdeki çekirdek ağlarda bakır tellerin iletişimdeki yerini aldı.
Renk sapması, renk sapıncı, renkser sapınç, kromatik sapma veya kromatik aberasyon, optikte bir lensin tüm renkleri aynı uyumda odaklayamamasından kaynaklanan bir sorundur. Bunun nedeni lenslerin değişik dalga boyları ve değişik ışıklar için değişik sapma endekslerinin olmasıdır. Sapma endeksi dalga boyu arttıkça azalır. Bu sorun en çok kırılmalı teleskoplarda görülür ve çözümleri vardır ancak giderirken çıkan maliyet, kırılmalı teleskop yapımındaki en büyük problemlerdendir.
Nanofotonik ya da nano-optik, ışığın nanometre boylarındaki özelliklerini ve bu boyutlardaki maddelerle etkileşimini inceleyen fotonik ile nanoteknolojinin bir alt dalıdır. Optik, malzeme bilimi ile elektrik mühendisliği ile yakın bir ilişki içinde olan nanofotoniğin uygulamaları arasında dalga boyundan küçük nano-anten sensörleri, nanometre boyutlu dalga kılavuzları, yeni nesil fotolitografi teknikleri, yüksek çözünürlüklü mikroskoplar ve metamalzemeler bulunmaktadır.
İletim ortamı, telekomünikasyon amaçları için sinyallerin yayılmasına aracılık edebilen bir ortamdır. Sinyaller tipik olarak seçilen ortam için uygun bir tür dalgaya empoze edilmektedir. Örneğin, veriler sesi modüle edebilir ve sesler için bir iletim ortamı hava olabilir, ancak katılar ve sıvılar da iletim ortamı olarak işlev görebilmektedir. Vakum veya hava, ışık ve radyo dalgaları gibi elektromanyetik dalgalar için iyi bir iletim ortamı oluşturmaktadır. Elektromanyetik dalgaların yayılması için maddi madde gerekli olmasa da, bu tür dalgalar genellikle içinden geçtikleri iletim ortamından, örneğin ortamlar arasındaki arayüzlerde absorpsiyon, yansıma veya kırılma ile etkilenmektedir. Bu nedenle, dalgaları iletmek veya yönlendirmek için teknik cihazlar kullanılabilmektedir. Bu nedenle, iletim ortamı olarak bir optik fiber veya bir bakır kablo kullanılmaktadır.
