Օպտիկա, ֆիզիկայի բաժին է, որն ուսումնասիրում է լույսի բնույթը, առաքման և կլանման օրենքները, տարածումը տարբեր միջավայրերում, ինչպես նաև նյութի հետ լույսի փոխազդեցության ժամանակ առաջացող երևույթները։
Օպտիկական երևույթները մարդկությանը հետաքրքրել են շատ վաղուց, սակայն օպտիկայի տեսության սկիզբը պետք է համարել 17-րդ դարը։ Օպտիկայի զարգացումը պատմականորեն կարելի է բաժանել հետևյալ փուլերի՝ Նյուտոնի, Հյուգենսի ժամանակներից մինչև 19-րդ դարի սկիզբը՝ ալիքային և մասնիկային պատկերացումների վրա հիմնված, միմյանց բացառող տեսությունների բուռն պայքարի դարաշրջանը, որն ավարտվեց ալիքային տեսության հաղթանակով։ Երկրորդ փուլը Ֆրենելի, Յունգի ժամանակներից մինչև լուսային մասնիկների՝ քվանտների գաղափարի հաստատման և նրանց տեսության զարգացման դարաշրջանն է, իսկ երրորդը արդի փուլն է, որը կապված է հատկապես օպտիկական քվանտային գեներատորների հայտնագործման հետ։
Սկզբնական շրջանում օպտիկան սահմանափակվում էր էլէկտրամագնիսական ալիքների սպեկտորի տեսանելի մասով։ Ժամանակակից օպտիկան ուսումնասիրում է էլեկտրամագնիսական ալիքների սպեկտրի (լուսապատկերի) ինչպես տեսանելի, այնպես էլ նրան հարող ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր տիրույթները։ Օպտիկական երևույթների մի մեծ խումբ կարելի է քննարկել առանց լույսի ալիքային բնույթը հաշվի առնելու, ընդունելով, որ լուսային էներգիան փոխանցվում է ճառագայթի երկայնքով։ Այս պատկերացումը և լույսի անդրադարձման ու բեկման օրենքները միասին կազմում են երկրաչափական օպտիկայի հիմքը։
Օպտիկայի կարևորագույն բաժիններից է սպեկտրոսկոպիան (լուսապատկերաբանություն), որն զբաղվում է ինչպես ատոմների և մոլեկուլների կլանման ու ճառագայթման, այդպես էլ կոմբինացիոն ցրման սպեկտրների ուսումնասիրությամբ։ Օպտիկական չափումները, ուսումնասիրման մեթոդները և գործիքները լայն կիրառություն ունեն կյանքի ամենատարբեր ոլորտներում, թե գիտական և թե գործնական խնդիրների լուծման համար։ Լույսի արագության որոշման փորձերը վակուումում և տարբեր միջավայրերում էական նշանակություն են ունեցել հարաբերականության հատուկ տեսության զարգացման համար։
Օպտիկայի հիմնական օրենքները
Օպտիկայի զարգացման հենց սկզբնական շրջանում փորձով հաստատված են եղել օպտիկական երևույթների հետևյալ չորս հիմնական օրենքները՝
- Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը։
- Լուսային փնջերի անկախության օրենքը։
- Հայելային մակերևույթից լույսի անդրադարձման օրենքը։
- Երկու թափանցիկ միջավայրերի սահմանում լույսի բեկման օրենքը։
Այս օրենքների հետագա ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, նախ, որ դրանք շատ ավելի խոր բնույթ ունեն, քան կարող է թվալ առաջին հայացքից, և, երկրորդ, որ այդ օրենքների կիրառությունը սահմանափակ է, և որ դրանք միայն մոտավոր օրենքներ են։ Հիմնական օպտիկական օրենքների կիրառելիության պայմանների և սահմանների սահմանումը նշանակում էր կարևոր առաջադիմություն լույսի բնույթի ուսումնասիրության մեջ։ Այդ օրենքների էությունը հանգում է հետևյալին։