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.
Oküler diğer adıyla göz merceği, mikroskop, teleskop vb. sistemlerde kullanılan gözün hemen önündeki genelde akromatik mercek grubudur. Asıl amacı önündeki mercek sisteminin renk ve şekil alanlarındaki kusurlarını asgariye indirerek kullanıcıya net bir görüntü sağlamak görüntü kalitesini arttırmadır.
Fotoğraf makinesi ışık ile resim çizmeye yarayan alettir.
Prizma, ışığın kırılması ve ayrıştırılması prensibine dayanan bir optik araçtır. Prizmalar, cam ya da plastik gibi saydam malzemelerden yapılmış, üçgen biçimindeki bir optik elemandır.
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.
Jonas Ferdinand Gabriel Lippmann, Fransız-Lüksemburglu fizikçi ve mucit. Nobel fizik ödülünü aldığı konu fotoğrafik olaylarda renklerin karışmasını engelleyen bir yöntem buldu.
Dağınık yansıma, gelen ışığın yüzeye geldiği açıyla yansıması yerine birçok açıyla yansıması durumudur. İdeal dağınık yansıma yüzeyinde, yüzeyi çevreyen yarım küre içerisinde her doğrultuda eşit aydınlanma şiddeti görülür.
Newton halkaları, ışığın iki yüzey, tipik olarak küresel bir yüzey ve bitişik dokunan düz bir yüzey, arasındaki yansımasıyla bir girişim deseninin oluşturulduğu bir olgudur. Bu konu hakkında ilk niceliksel incelemeleri yapan İngiliz fizikçi Isaac Newton tarafından 1666 yılında keşfedildi. Dışbükey bir cam parçası tümsek yüzü aşağıya gelecek şekilde düz bir cam üzerine yerleştirildiğinde, iki parça arasında bir hava katmanı oluşur. Bu hava katmanı ve tümsek merceğin değişen kalınlığı, merkezden itibaren yarımsal dalga boyu kaymalarına neden olur. Bu sisteme ışık gönderilirse merceğin değme noktası merkez olmak üzere eş merkezli çemberler oluşur. Oluşan bu konsantrik halkaların üst üste geldiği ve tepe noktalarının çakıştığı yerde ışık parlaklaşır; ancak tepe ve çukur noktalarının kesiştiği yerde ışık yok olur. Yansıyan ve kırılan ışıktan oluşan bu desenler birbirinin tamamlayıcısıdır. İşte oluşan bu girişim desenine Newton halkaları denir. İki halka arasındaki uzaklık λ, eğrilik yarıçapları R, N ise görünen parlak halka sayısıdır. Aşağıdaki formülle oluşan desenin incelemesi yapılabilir:
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.
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.
Optik, Mısır ve Mezopotamyalılar tarafından geliştirilen lenslerle başlamış ve Yunan ve Hint filozofları tarafından geliştirilen ışık ve vizyon teorileri takip etmiştir.
Geometrik optik veya ışın optiği, ışık yayılmasını ışınlarla açıklar. Geometrik optikte ışın bir soyutlama ya da enstrumandır; ışığın belirli şartlarda yayıldığı yola yaklaşmada kullanışlıdır.
X ışını optiği, optiğin görünen ışık yerine X ışınları kullanılan bir dalıdır. Görünen ışık için lensler kırılma indisi esasen 1’ den büyük olan şeffaf materyalden yapılırken ; X ışınları içinkırılma indisi birden biraz daha küçüktür. X ışınlarını yönetmenin prensip methodları yansıma, kırınım ve girişimden gelir. Uygulama örnekleri X ışını teleskopları ve X ışını mikroskoplarını içerir. Kırınım, bileşik kırınım merceği için bir temeldir, birçok küçük X ışını merceği seriler halinde X ışınlarının kırınım indisi anı numaralarına göre denklenmişlerdir. Kırınım indisinin hayali kısmı da, X ışınlarını yönlendirmek için kullanılabilir. Görünür ışık için de kullanılabilen pim deliği kamerasi buna bir örnektir.
Renksemez mercek veya akromat, kromatik ve küresel sapmaların etkilerini sınırlandırmak üzere tasarlanmış bir mercektir. Akromatik mercekler iki dalga boyunu aynı düzlemde odaklamaya getirmek için düzeltilir. Akromatın en yaygın türü, farklı miktarlarda dağılım gösteren camlardan yapılmış iki ayrı mercekten oluşan akromatik bir çift parçadır. Tipik olarak, bir element, nispeten yüksek dağılıma sahip olan F2 gibi flint camdan yapılmış bir negatif (içbükey) elemandır ve diğeri daha düşük dispersiyona sahip BK7 gibi taç camından yapılmış bir pozitif (dışbükey) elemandır. Mercek elemanları, birbirine bitişik olarak monte edilmekte, çoğunlukla birbirine yapıştırılmakta ve birinin renk sapmaları diğeri tarafından dengelenene kadar şekillendirilmektedir. En yaygın tipte olanda (gösterilen), taç lens elemanının pozitif gücü, flint cam lens elemanının negatif gücü ile tamamen eşit değildir. Birlikte, ortak bir odaklamaya iki farklı dalga boyu ışık getirecek zayıf bir pozitif lens oluştururlar. Negatif güç unsurunun hâkim olduğu negatif çiftler de yapılır.
Aynalı güneş gözlükleri, lenslerin dış kısmında küçük aynalar gibi görünmelerini sağlamak için yansıtıcı optik kaplamaya sahip güneş gözlüğüdür. Lensler tipik olarak kullanıcının görüşüne kahverengi veya gri bir ton verir. Ayna kaplaması, renkli camdan geçen ışığın miktarını% 10-60 oranında azaltır, özellikle kum, su, kar ve daha yüksek irtifalar için yararlıdır. Aynalı güneş gözlükleri tek yönlü aynalardır.
Anti-buğu maddeleri ve uygulamaları olarak da bilinen Buğu önleyici maddeler yüzeylerde damlacıklar oluşturarak yoğunlaşarak sise benzeyen buğulanmayı önleyen kimyasallardır. Buğu önleyici işlemler ilk olarak Gemini Projesi sırasında NASA tarafından geliştirildi ve şu anda gözlük, gözlük, kamera lensleri ve dürbünlerde bulunan lensler ve aynalar gibi optik uygulamalarda kullanılan şeffaf cam veya plastik yüzeylerde sıklıkla kullanılmaktadır. İşlemler, yüzey gerilimini en aza indirerek çalışır ve bu da tek damlacıklar yerine saçılmayan bir su filmi oluşturur. Bu, ıslanma derecesini değiştirerek çalışır. Buğu önleyici işlemler genellikle ya bir yüzey aktif film uygulamasıyla ya da hidrofilik bir yüzey oluşturarak çalışır.
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.
Bir katadioptrik optik sistem biri kırılma ve yansıma genellikle lens ve kavisli aynalar (katoptrik) yoluyla bir optik sistem içinde bir araya getirilmiştir. Katadioptrik kombinasyonlar, projektörler, farlar, erken deniz feneri odaklama sistemleri, optik teleskoplar, mikroskoplar ve telefoto lensler gibi odaklama sistemlerinde kullanılır. Lensleri ve aynaları kullanan diğer optik sistemlere, gözetleme katadioptrik sensörleri gibi "katadioptrik" de denir.
Adını Joseph Petzval'den alan Petzval alan eğriliği, optik eksene dik olan düz bir nesnenin düz bir görüntü düzleminde düzgün bir şekilde odağa getirilemediği optik sapmayı tanımlar. Alan eğriliği bir alan düzleştirici kullanılarak düzeltilebilir, tasarımlar ayrıca odak yüzeyindeki görüntü kalitesini iyileştirmek için insan gözünde olduğu gibi kavisli bir odak düzlemi içerebilir.
Optikte, bir çift veya ikili, birlikte eşleştirilmiş iki basit mercekten oluşan bir mercek türüdür. Böyle bir düzenleme, özellikle lensler arasındaki boşluk bir "eleman" olarak kabul edilebileceğinden, daha fazla optik yüzey, kalınlık ve formülasyona izin verir. Ek serbestlik dereceleriyle optik tasarımcılar, daha fazla optik sapmayı daha kapsamlı bir şekilde düzeltmek için daha fazla serbestliğe sahiptir.
