Optik

Die Optik ist ein Teilgebiet der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Ausbreitung des Lichtes, der Reflexion und der Brechung (Bild 1), der Bildentstehung an Spiegeln und Linsen, optischen Geräten, der Entstehung von Farben und den Gesetzen der Farbmischung sowie der Frage, was Licht eigentlich ist.

Weitere Teilbereiche, mit denen sich die Optik beschäftigt, sind:

• die verschiedenen Lichtquellen mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften,
• die Totalreflexion und ihre Anwendung bei Lichtleitern,
• die optischen Vorgänge im menschlichen Auge einschließlich Sehfehlern und deren Korrektur,
• die Welleneigenschaften von Licht (Beugung, Interferenz),
• die Absorption und die Aussendung (Emission) von Licht.

Nach den Modellen, die der jeweiligen Betrachtungsweise zugrunde liegen, teilt man die Optik häufig auch ein in Strahlenoptik, Wellenoptik und Quantenoptik.

In der Strahlenoptik werden Erscheinungen mit dem Modell Lichtstrahl (Bild 3) beschrieben. Es eignet sich gut zur Beschreibung solcher Erscheinungen, wie der Ausbreitung des Lichts, der Reflexion und Brechung sowie des Strahlenverlaufs bei Spiegeln, Linsen und optischen Geräten.

In der Wellenoptik werden optische Erscheinungen mit dem Modell Lichtwelle beschrieben. Solche Erscheinungen wie die Beugung von Licht und seine Interferenz (Überlagerung, Bild 4) lassen sich nur mit dem Modell Lichtwelle beschreiben und erklären.

In der Quantenoptik wird das Licht als Lichtquant oder Photon aufgefasst. Solche Erscheinungen wie die Abstrahlung (Emission) und die Absorption von Licht lassen sich nur erklären, wenn man mit dem Modell Lichtquant arbeitet. So lässt sich z. B. die Wirkungsweise eines Lasers (Bild 5) nur mit diesem Modell erklären.