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.
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.
Fotoelektrik etki ya da fotoemisyon, ışık bir maddeyi aydınlattığında elektronların ya da diğer serbest taşıyıcıların ortaya çıkmasıdır. Bu bağlamda ortaya çıkan elektronlar, fotoelektronlar olarak adlandırılır. Bu olay genellikle elektronik fiziğinde hatta kuantum kimyası ya da elektrokimya gibi alanlarda çalışılır.
Yoğun madde fiziği, maddenin yoğun hallerinin fiziksel özellikleriyle ilgilenen bir fizik dalıdır. Yoğun madde fizikçileri bu hallerin davranışını fizik kurallarını kullanarak anlamaya çalışır. Bunlar özellikle kuantum mekaniği kuralları, elektromanyetizma ve istatistiksel mekaniği içerir. En bilinen yoğun fazlar katı ve sıvılardır, harici yoğun fazlar ise düşük sıcaklıktaki bazı materyaller tarafından gösterilen üstünileten faz, atom kafeslerindeki dönüşlerin ferromanyetik ve antiferromanyetik fazları ve soğuk atom sistemlerinde bulunan Bose-Einstein yoğunlaşması. Araştırma için uygun sistemlerin ve fenomenlerin çeşitliliği yoğun madde fiziğini modern fiziğinin en aktif alanı yapıyor. Her 3 Amerikan fizikçiden biri kendini yoğun madde fizikçisi olarak tanımlıyor ve Yoğun Madde Fiziği Bölümü Amerikan Fizik Topluluğu’ndaki en geniş bölümdür. Bu alan kimya, malzeme bilimi ve nano teknoloji ile örtüşür ve atom fiziği ve biyofizikle de yakından ilgilidir. Teorik yoğun madde fiziği teorik parçacık ve nükleer fizikle önemli kavramlar paylaşır.
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.
Çift kırılma, bir ışının anisotropik (eşyönsüz) maddelerden geçerken iki ışına ayrışmasıdır. Kalsit ya da boron nitrit bu türden maddelere örnek olarak verilebilir. Bu etki ilk olarak Danimarkalı bilim adamı Rasmus Barthonlin tarafından 1669da kalsit üzerinde gözlemlendi. Bu etkinin belli plastik, manyetik, çeşitli kristal yapıda olmayan maddeler ve sıvı kristallerde de olur.
Polarizörler belirli bir polarizasyondaki ışığı geçirip diğer polarizasyondaki dalgaları bloke eden optik filtrelerdir. Tanımlı olmayan veya karışık bir polarizasyona sahip bir ışık demetini iyi tanımlanmış polarizasyondaki bir demete dönüştürür. Yaygın polarizör çeşitleri lineer(doğrusal) polarizörler ve dairesel polarizörlerdir. Polarizörler birçok optik teknik ve alette kullanılır, polarize filtreler de fotoğrafçılıkta ve sıvı kristal ekranlarda uygulama sağlar. Polarizörler aynı zamanda ışıktan başka elektromanyetik dalgalar, örneğin radyo dalgaları, mikrodalgalar, X-ışınları için de yapılabilir.
Refraktometre kırılma indisinin (refraktometri) ölçümü için laboratuvar ya da saha cihazıdır. Kırılma indisi Snell's yasasından hesaplanır ve Gladstone–Dale bağıntısının kullanımıyla maddenin kompozisyonundan da hesaplanabilir. Bir refraktometre, bir ışık demetinin bir malzemeden diğerine geçerken bükülmesini ölçer; bu tür cihazlar, örneğin şeker çözeltilerinin bileşimini veya ketçaptaki domates salçası konsantrasyonunu belirlemek için kullanılır.
John Kerr FRS, İskoç fizikçi ve elektro-optik alanında bir öncü oldu. Kerr en iyi şimdi Kerr etkisi denen keşif için bilinir.
Bu Lazer konularının bir listesidir.
Kuantum optiği yarı klasik ve kuantum mekaniği fiziğini kullanarak ışığı içeren olayları ve onun mikroskobik seviyelerdeki maddelerle etkileşimini inceler.
Elektrooptik sensör, ışığı dönüştüren veya bir elektronik sinyal halinde ışıktaki değişimi sağlayan elektronik detektörlerdir. Bu sensörler birçok endüstriyel ve tüketici alanlarda kullanılır. Örneğin:
- Karanlığa tepkisel olarak otomatik yanan lambalar,
- Bir nesne ile bir ışık huzmesi kesiştiği zaman aktif olan konum sensörleri,
- Bir fotografik flaşı senkronize etmek için kullanılan flaş algılaması
- Bir nesnenin mesafesinin, yokluğunun ya da varlığının saptanması için kullanılan fotoelektrik sensörler
Optik, Mısır ve Mezopotamyalılar tarafından geliştirilen lenslerle başlamış ve Yunan ve Hint filozofları tarafından geliştirilen ışık ve vizyon teorileri takip etmiştir.
Atomik, moleküler ve optik fizik, bir ya da birkaç atomun ölçeğinde, madde-madde ve ışık-madde etkileşimi çalışmadır ve enerji, birkaç elektron voltları etrafında ölçeklenir. Üç alanla yakından ilişkilidir. AMO teorisi, klasik, yarı klasik ve kuantum işlemlerini kapsar. Tipik olarak, teori ve emisyon uygulamaları, elektromanyetik yayılım ve emilme, spektroskopi analizi, lazer ve mazerlerin kuşağı ve genel olarak maddenin optik özellikleri, uyarılmış atom ve moleküllerden, bu kategorilere ayrılır.
Elektro-optik modülatör(EOM), genellikle lityum niobat (LiNbO3) veya lityum tantalat (LiTaO3) maddelerinden yapılır. Amacı ise bu maddelerden geçen elektromanyetik dalgayı kondansatör vazifesi gören maddenin iki tarafına yerleştirilen elektrot vasıtasıyla modüle etmektir. Bir paralel plaka kondansatörün içindeki elektrik alan potansiyele doğrusal olarak bağlı olduğu için, kırılma indisi uygulanan alana doğrusal bağlıdır (Pockels etksinin görüldüğü kristaller için) ve faz da, kırılma indisine doğrusal olarak bağlıdır. Dolayısıyla faz modülasyonu EOM'e uygulanan potasiyel ile doğrusal bağlı olması gerekir. Modüle etme faz, frekans, genlik veya polarizasyon şeklinde olabilir.
Brillouin saçılması Leon Brillouin'den sonra isimlendirilmiştir. Işığın saydam bir cisimden geçmesiyle birlikte ve maddeyle etkileşime girmesiyle birlikte periyodik uzaysal ve zamansal farklılıkları maddenin yansıtıcı indeksinde oluşturmaktadır. Optikte de belirtildiği gibi, yansımanın indeksi saydam malzemede deformasyonla oluşmaktadır.
Geometrik optik veya ışın optiği, ışık yayılmasını ışınlarla açıklar. Geometrik optikte ışın bir soyutlama ya da enstrumandır; ışığın belirli şartlarda yayıldığı yola yaklaşmada kullanışlıdır.
Fotokırılma etkisi, belirli kristallerde ve ışığa kırılma indekslerini değiştirerek tepki veren diğer malzemelerde görülen doğrusal olmayan bir optik etkidir. Bu etki, geçici, silinebilir hologramları saklamak için kullanılabilir ve holografik veri depolaması için kullanışlıdır. Aynı zamanda bir faz eşlenik ayna veya optik uzaysal soliton oluşturmak için de kullanılabilir.
