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.
İbn-i Heysem, Ḥasan Ibn el-Heysem, Batılıların söyleyişiyle Alhazen veya tam ismiyle Ebū ʿAlī el-Ḥasan ibn el-Ḥasan ibn el-Heysem, Arap matematikçi, astronom, ve İslam'ın Altın Çağının önemli fizikçilerinden biriydi. "Modern optiğin babası" olarak da anılır. Özellikle görsel algı dinamiklerine önemli katkılarda bulunmuştur. En etkili eseri, 1011–21 yılları arasında oluşturduğu ve Latince baskılar sayesinde günümüze kadar gelmiş Kitāb el-Manāzir olmuştur. Polimat, felsefe, teoloji ve tıp üzerine yaptığı birçok çalışmayı da kitaplarına kaydetmiştir.
Refraktometri, her ortamın kırılma indisinin farklı olması prensibini kullanarak, konsantrasyon ve madde miktarı gibi tayinleri yapmaya yarayan bir yöntemdir.
Doppler etkisi, adını ünlü bilim insanı ve matematikçi Christian Andreas Doppler'den almakta olup, kısaca dalga özelliği gösteren herhangi bir fiziksel varlığın frekans ve dalga boyunun hareketli bir gözlemci tarafından farklı zaman veya konumlarda farklı algılanması olayıdır. Herhangi bir A konumundan B konumuna gitmek için fiziksel bir dalga ortamı'na ihtiyaç duyan dalgalar için Doppler Etkisi hesaplamaları yapılırken, dalga kaynağı ve gözlemcinin birbirine göre konum, yön ve hızlarının yanında dalganın içinde veya üzerinde hareket ettiği dalga orta yapısı dikkate alınmak zorundadır. Eğer söz konusu dalga herhangi bir A konumundan B konumuna gitmek için fiziksel bir dalga ortamına ihtiyaç duymuyor ise, Doppler Etkisi hesaplamalarında sadece dalga kaynağının ve gözlemcinin birbirine göre birim zamandaki konumlarının değerlendirilmesi yeterlidir.
Snell yasası ışığın geldiği ortamın kırıcılık indisiyle geliş doğrultusunun normalle yaptığı açının sinüsünün, ışığın gittiği ortamın kırıcılık indisiyle gidiş doğrultusunun normalle yaptığı açının sinüsüyle çarpımına eşitlenmesiyle oluşan formüle dayalı fiziğin optik dalında yer alan bir yasadır.
Bir maddenin kırılma indisi, o maddede yol alan ışığın ya da diğer elektromanyetik dalgaların boşlukta yol alan ışığa göre ne kadar yavaş ilerlediğini gösteren bir katsayıdır. Genellikle n sembolü ile gösterilir.
Sınır açısı; ortam değiştiren bir ışığın, ortamları ayırıcı yüzeyden geçmesi olayına denir. Sınır açısı olayı yalnızca çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken görülür. Çünkü çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçen ışık yüzey normalinden uzaklaşacak şekilde kırılır. Normalden uzaklaşan ışın ayırıcı yüzeye yaklaşır, kırılma açısının 90° olduğu durumdaki gelme açısına sınır açısı denir.
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.
Açısal hız, bir objenin birim zamandaki açısal olarak yer değiştirme miktarına verilen isimdir. Açısal hız vektörel olup bir cismin bir eksen üzerindeki dönüş yönünü ve hızını verir. Açısal hızın SI birimi radyan/saniyedir, ancak başka birimlerde de ölçülebilir. Açısal hız genellikle omega sembolü ile gösterilir. Açısal hızın yönü genellikle dönüş düzlemine diktir ve sağ el kuralı ile bulunabilir.
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.
Işığın boşluktaki hızı, fiziğin birçok alanında kullanılan önemli bir fiziksel sabittir. Genellikle c sembolüyle gösterilir. Tam değeri saniyede 299.792.458 metredir. Metrenin uzunluğu bu sabitten ve uluslararası zaman standardından hesaplanmıştır. Özel göreliliğe göre c, evrendeki bütün madde ve bilgilerin hareket edebileceği maksimum hızdır. Bütün kütlesiz parçacıkların ve ilgili alanlardaki değişimlerin boşluktaki hareket hızıdır. Bu parçacıklar ve dalgalar gözlemcinin eylemsiz referans çerçevesi ya da kaynağın hareketi ne olursa olsun c'de hareket ederler. Görelilik teorisi'nde c, uzay-zaman arasındaki ilişkiyi kurar; aynı zamanda meşhur kütle-enerji eşdeğerliliği formülünde de gözükür E = mc2. Işığın hava veya cam gibi şeffaf maddelerdeki ilerleyiş hızı c'den azdır. Benzer şekilde radyo dalgalarının tel kablolardaki ilerleyişi de c'den yavaştır. Işığın madde içindeki hızı v ile c arasındaki orana o maddenin kırılma endeksi denir. Örneğin, görülebilir ışık için camın kırılma endeksi genellikle 1,5 civarındadır. Yani ışık camın içinde c / 1,5 ≈ 200.000 km/s ile hareket eder. Hangi açıdan bakılırsa bakılsın ışık ve öteki elektromanyetik dalgalar anında yayılıyormuş gibi gözükür ancak, ölçülebilir hızlarının uzun mesafeler ve hassas ölçümlerle ölçülebilir sonuçları vardır. Uzaydaki keşif araçlarıyla iletişim kurarken mesajların Dünya'dan uzay aracına ya da uzay aracından Dünya'ya ulaşması dakikalar ya da saatler alabilir. Yıldızlardan gelen ışık onları yıllar önce terk etmiştir ve bu sayede uzaktaki nesnelere bakarak evrenin tarihini çalışma şansı verir. Işığın ölçülebilir hızı aynı zamanda bilgisayardaki bilgilerin çipler arasında aktarılması gerektiği için bilgisayarların teorik hızını da sınırlar. Işık hızı, uzak mesafeleri yüksek isabetle ölçebilmek için uçuş zamanı ölçümlerinde de kullanılır.
Kırınım zamanında bir ışık ağ arkasından bir ampul bir ağ saldırısı tarafından yansır veya bazı bakımlardan dolayı ağ özelliklerini iletir. Her durumda her yöne ışık yayılır. Bu yayılma, dalgaları etkileyebilir. Özellikleri, bir alternatif girişim halinde düzenlenmiş olarak saçılma açısına göre parazit, yıkıcı veya yapıcıdır. Böylece belirli bir dalga boyu λ için hesaplanabilir. Kendi açısı r olan için yapıcı girişim olacaktır.
Mercek ya da lens ışığın yönünü değiştiren (kıran), ışık ışınlarını birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran optik alet.
Basit mercek tek bir optik elemanın kullanıldığı, bileşik mercek ise iki optik elemanın bir arada olduğu mercek tipidir. Bileşik mercek, basit mercek kullanıldığında ortaya çıkan sapınç olayının etkisini azaltmak için kullanılır. Mercekler genelde camdan ve saydam plastikten yapılır. Lensler, gereken şekle göre taşlanır, parlatılır veya kalıplanır. Bir mercek, ışığı odaklamadan kıran bir prizmadan farklı olarak, bir görüntü oluşturmak için ışığı odaklayabilir. Mikrodalga lensler, elektron lensler, akustik lensler veya patlayıcı lensler gibi görünür ışık dışındaki dalgaları ve radyasyonu benzer şekilde odaklayan veya dağıtan cihazlara da "mercekler" denir.
Fizikte konuşlanma sistemi farklı zaman dilimlerinde nesnelerin konum ve yönelim gibi özelliklerini belirlemek ve ölçmek için kullanılan bir koordinat sistemini ifade etmektedir. Ayrıca bu özelliklerin temsilinde kullanılan kümelerini de içerebilmektedir. Daha zayıf bir anlamda, bir konuşlanma sistemi yalnızca koordinatları betimlememektedir, aynı zamanda bu sistemde hareket eden nesnelerin ayırt edilmesinde her zaman dilimi için aynı üç boyutlu alanları da tanımlamaktadır.
Bu kısım ışığın değişmez düzlemsel arayüzeylerdeki yansımaları ve kırınımlarını tanımlayan Fresnel denklemleri hakkındadır.Işığın bir açıklık boyunca kırınımları için Fresnel kırınımlarına bakınız.İnce lensler ve ayna teknolojileri için Fresnel lens lerine bakınız.
Fizikte, dairesel hareket bir nesnenin dairesel bir yörünge boyunca bir rotasyon ya da çemberin çevresinde yaptığı harekettir. Rotasyonun sürekli açısal değeriyle birlikte düzgün ya da değişen rotasyon değeriyle düzensiz olabilir. 3 boyutlu bir cismin sabit ekseni etrafındaki rotasyon parçalarının dairesel hareketini içerir. Hareketin denkliği bir cisim kütlesinin merkezini tanımlar.
Geometrik optik veya ışın optiği, ışık yayılmasını ışınlarla açıklar. Geometrik optikte ışın bir soyutlama ya da enstrumandır; ışığın belirli şartlarda yayıldığı yola yaklaşmada kullanışlıdır.
Optikte, küresel aberasyon , küresel yüzeylere sahip elemanlara sahip optik sistemlerde bulunan bir sapma türüdür. Lensler ve kavisli aynalar başlıca örneklerdir çünkü bu şeklin üretimi daha kolaydır. Merkez dışında küresel bir yüzeye çarpan ışık ışınları, merkeze yakın gelenlerden daha fazla veya daha az kırılır veya yansıtılır. Bu sapma, optik sistemler tarafından üretilen görüntülerin kalitesini düşürür.
