Преглед на кодот на Оптика

[[Податотека:Light dispersion of a mercury-vapor lamp with a flint glass prism IPNr°0125.jpg|мини|right|Оптиката го проучува [[расејување (оптика)|расејување]]то на светлината.]]
'''Оптика''' — дел од [[физика]]та кој се занимава со одликите и законитостите на [[светлина]]та, вклучувајќи го и заемодејството со [[материја]]та и создавањето на [[оптички инструмент|инструменти]] кои користат светлина или го утврдат нејзиното присуство.<ref name=McGrawHill>{{Наведена книга|title=McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology|edition=5|publisher=McGraw-Hill|year=1993}}</ref> Оптиката обично ги опишува одликите на [[видлива светлина|видливата светлина]], [[ултравиолетова светлина|ултравиолетова]], и [[инфрацрвена светлина|инфрацрвена]] светлина. Бидејќи светлината е [[електромагнетен бран]], другите видови на [[електромагнетно зрачење]] како што се [[рендгенски зраци|рендгенските зраци]], [[микробранови]]те и [[радиобранови]]те пројавуваат слични својства.<ref name=McGrawHill />

Повеќето оптички појави се објаснуваат со помош на [[електродинамика|електродинамичкиот]] опис на светлината. Користењето на електромагнетни описи за светлината го отежнува објаснувањето на светлинските појави во секојдневието. Применетата оптика користи упростени модели. Најчесто употребуван метод е т.н. [[геометриска оптика]], кој светлината ја разгледува како збир од [[зрак|зраци]] кои се движат праволиниски, се прекршуваат или одбиваат кога минуваат низ најразлични средини. [[Бранова оптика|Брановата оптика]] е поопфатен модел за светлината, кој вклучува [[бран]]ови појави како што се [[дифракција]] и [[интерференција (оптика)|интерференција]] кои не можат да се објаснат со геометриската оптика. Историски, зрачно заснованиот модел за светлината се развива првично, по што следи брановиот модел на светлината. Напредокот во електромагнетната теорија во XIX век доведе до откритието дека светлинските бранови се всушност електромагнетно зрачење.

Некои појави зависат од фактот дека светлината ги поседува одликите на [[корпускуларно-бранов дуализам|бран и честичка]] истовремено. Објаснувањето на овие ефекти побарува употреба на [[квантна механика]]. Кога светлината се разгледува како честички, светлината се претставува како збир од честички наречени „[[фотон]]и“. [[Квантна оптика]] е дел од оптиката кој се занимава со употребата на квантномеханички методи во оптичките системи.

Оптиката како наука е доста важна и е применета во многу сродни дисциплини како што се [[астрономија]]та, разни [[инженер]]ски струки, [[фотографија]]та и [[медицина]]та (особено во [[офталмологија]]та и [[оптометрија]]та). Оптиката наоѓа практична примена во разни технологии и секојдневни предмети, како што се [[огледало|огледалата]], леќите, [[телескоп]]ите, [[микроскоп]]ите, ласерите и [[оптичко влакно|оптичките влакна]].

==Историја==
{{поврзано|Историја на оптиката}}
[[Податотека:Nimrud lens British Museum.jpg|мини|right|Леќите од Нимруд]]

Оптиката започнува со создавањето на првите леќи од страна на [[стариот Египет|старите Египќани]] и [[Месопотамија|Месопотамци]]. Најстарите познати леќи се изработени од полиран кристал најчесто [[кварц]], од 700 година пред наша ера познати како [[Асирија|асирски]] леќи како што се Лејардовите/[[нимруд]]ските леќи.<ref>{{наведени вести |url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/380186.stm |title=World's oldest telescope? |publisher=BBC News |date=July 1, 1999 |accessdate=Jan 3, 2010}}</ref> Старите [[Рим]]јани и [[Стара Грција|Грците]] исполнувале стаклени топки со вода за да добијат леќи. По практичниот развој следеше развојот на теории за светлината и видот од старите [[грчка филозофија|грчки]] и [[индиска филозофија|индиски]] филозофи, и со развојот на геометриската оптика во [[грчко-римскиот свет]]. Зборот ''оптика'' потекнува од старогрчкиот збор {{јаз|grc|ὀπτική}}, чие значење е „појава, изглед“.<ref>{{Наведена книга|title=The Concise Oxford Dictionary of English Etymology|year=1996|author=T. F. Hoad|isbn=0-19-283098-8}}</ref>

Во грчката филозофија за оптиката преовладувале две спротивставени теории за тоа како функционирало сетилото за вид, „внатрешна“ и „оддавачка“ теорија.<ref>[http://www.stanford.edu/class/history13/earlysciencelab/body/eyespages/eye.html A History Of The Eye]. stanford.edu. Посетено на 2012-06-10.</ref> Внатрешната теорија го толкува сетилото за вид како да произлегува од објектите кои создаваат копии од самите себе и истите се забележани од [[око]]то. Поддржувачи на ова тврдење се [[Демокрит]], [[Епикур]], [[Аристотел]] и нивните следбеници, оваа теорија на некој начин е поврзана со модерните теории за тоа што претставува видот, но истата е занемарена поради недостатокот на експериментални докази.

[[Платон]] беше првиот кој се залагал за емитирачката теорија, идејата е дека [[видното восприемање]] се постигнува благодарение на зраци кои се емитуваат од очите. Тој исто така коментирал за [[парност (физика)|парноста]] и превртените ликови во огледалата во делото ''[[Тимај (дијалог)|Тимај]]''.<ref>{{Наведена книга|title=A manual of greek mathematics|author=T. L. Heath|publisher=Courier Dover Publications|isbn=0-486-43231-9|pages=181–182|year=2003}}</ref> По неколку стотина години, [[Евклид]] напиша дело наречено ''[[Евклид (собрани дела)|Оптика]]'' каде го поврзува сетилото за вид со [[геометрија]]та, создавајќи ја ''геометриската оптика''.<ref>{{Наведена книга |author=William R. Uttal |title=Visual Form Detection in 3-Dimensional Space |url=http://books.google.com/books?id=rhVOVKp0-5wC&pg=PA25 |year=1983 |publisher=Psychology Press |isbn=978-0-89859-289-4 |pages=25– |access-date=2014-06-28 |archive-date=2014-07-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140705082700/http://books.google.com/books?id=rhVOVKp0-5wC&pg=PA25 |url-status=dead }}</ref> Тој својата работа ја засновал на Платоновата теорија за емитирање на светлината и ги опишува математичките правила за [[перспектива (графика)|перспективата]] и ги опишал ефектите на [[прекршување на светлината|прекршувањето на светлината]], иако се прашувал за тврдењето како зрак од светлина може моментално да ги осветли ѕвездите секој пат кога трепнуваме.<ref>{{Наведена книга|author=Euclid|title=The Arabic version of Euclid's optics = Kitāb Uqlīdis fī ikhtilāf al-manāẓir|editor=Elaheh Kheirandish|publisher=New York: Springer|year=1999|isbn=0-387-98523-9}}</ref> [[Птоломеј]], во неговиот труд ''[[Птоломеј#оптика|Оптика]]'', го бранел гледиштето на емитирачко-внатрешна теорија за сетилото за вид: зраците (или протокот) од очите формира конус, каде врвот е во внатрешноста на окото, а основата го опишува видното поле. Зраците биле осетливи и ја пренесувале информацијата назад до набљудувачот, кој со својот разум пресудувал за растојанието и местоположбата на површините. Тој отишол чекор понапред од Евклид и опишал начин со кој може да се утврди [[агол на прекршување|аголот на прекршување]], но не го разбрал искуственото содејство меѓу зракот и упадниот агол.<ref name=Ptolemy>{{Наведена книга|title=Ptolemy's theory of visual perception: an English translation of the Optics with introduction and commentary|author=Ptolemy|editor=A. Mark Smith|publisher=DIANE Publishing|year=1996|isbn=0-87169-862-5}}</ref>

[[Податотека:Ibn Sahl manuscript.jpg|мини|right|upright|Репродукција на страница од записот на [[Ибн Сехл]] каде е претставено неговото познавање на законот за прекршување, сега познат како [[Снелов закон]]]]

За време на [[среден век|средниот век]], грчките идеи за оптиката беа возобновени и проширени од страна на автори од тогашниот [[муслимански свет]]. Еден од најраните автори беше [[Ел-Кинди]] (801–873) кој ги запишал достигнувањата во оптиката на Аристотел и Евклид, и бил поддржувач на емитирачката теорија бидејќи истата подобро може да ги објасни оптичките појави.<ref>Adamson, Peter (2006). "Al-Kindi and the reception of Greek philosophy". In Adamson, Peter; Taylor, R.. The Cambridge companion to Arabic philosophy. Cambridge University Press. p. 45. ISBN 978-0-521-52069-0.</ref> Во 984 година, [[персија|персискиот]] математичар [[Ибн Сехл]] го напиша делото „За впламенетите огледала и леќи“, во која точно го опишува законот за прекршување кој е еднаков на денеска познатиот [[Снелов закон]].<ref name=j1>{{Наведено списание |doi=10.1086/355456 |last=Rashed |first=Roshdi |title=A pioneer in anaclastics: Ibn Sahl on burning mirrors and lenses |journal=Isis |volume=81 |issue = 3 |year=1990 |pages=464–491 |jstor=233423}}</ref> Тој го искористил овој закон за да ги пресмета најдобрите форми за леќи и [[закривено огледало|закривени огледала]]. Во раниот ХI век, [[Алхазен]] ја напиша ''[[Книга за оптиката]]'' (''Kitabul-menazir'') во која тој го проучува одбивањето и прекршувањето и предлага нов начин за објаснување на сетилото за вид и светлината заснован на набљудување и експеримент.<ref>{{Наведена книга|author=A. I. Sabra and J. P. Hogendijk|year=2003|title=The Enterprise of Science in Islam: New Perspectives |pages=85–118 |publisher=MIT Press |isbn=0-262-19482-1 |oclc=237875424 50252039}}</ref><ref>{{Наведена книга |author=G. Hatfield |contribution=Was the Scientific Revolution Really a Revolution in Science?|url=http://books.google.com/books?id=Kl1COWj9ubAC&pg=PA489|isbn=9004101195 |editor =F. J. Ragep, P. Sally, S. J. Livesey |year=1996 |title=Tradition, Transmission, Transformation: Proceedings of Two Conferences on Pre-modern Science held at the University of Oklahoma |page=500|publisher=Brill Publishers}}</ref><ref>{{Наведено списание|author=Nader El-Bizri|title=A Philosophical Perspective on Alhazen's Optics|journal= Arabic Sciences and Philosophy |volume=15 |year=2005|pages=189–218|doi=10.1017/S0957423905000172}}</ref><ref>{{Наведено списание|author=Nader El-Bizri|title=In Defence of the Sovereignty of Philosophy: al-Baghdadi's Critique of Ibn al-Haytham's Geometrisation of Place|doi=10.1017/S0957423907000367|journal=Arabic Sciences and Philosophy |volume=17 |year=2007|pages=57–80}}</ref><ref>{{Наведено списание|journal=The Medieval History Journal|volume=9|page=89|year=2006|doi=10.1177/097194580500900105|title=The Gaze in Ibn al-Haytham|author=G. Simon}}</ref> Тој ја отфрли емитирачката теорија на Птоломеј која тврдеше дека зраците се емитувани од очите, и вели дека светлината се одбива во сите насоки во прави линии од сите точки на предметите кои се набљудуваат и подоцна влегуваат во очите, иако не бил во можност да објасни како окото ги восприема зраците.<ref>{{Наведена книга|author1=Ian P. Howard |author2=Brian J. Rogers |title=Binocular Vision and Stereopsis |url=http://books.google.com/books?id=I8vqITdETe0C&pg=PA7 |year=1995 |publisher=Oxford University Press |isbn=978-0-19-508476-4 |page=7}}</ref> Хаитамовиот труд беше занемарен во арапскиот свет но анонимно беше преведен на латински негде околу 1200 година и надграден од страна на еден полски монах [[Витело]]<ref>{{Наведена книга|author1=Elena Agazzi |author2=Enrico Giannetto |author3=Franco Giudice |title=Representing Light Across Arts and Sciences: Theories and Practices |url=http://books.google.com/books?id=ipyT7askd8EC&pg=PA42 |year=2010 |publisher=V&R unipress GmbH |isbn=978-3-89971-735-8 |page=42}}</ref> со што стана првиот стандарден текст за оптика во наредните 400 години во Европа.

Во XIII век во средновековна Европа англискиот бискуп [[Роберт Гросетест]] пишувал на најразлични научни теми опишувајќи ја светлината низ четири различни гледишта: [[епистемологија]] на светлината, [[метафизика]] или [[космогонија]] на светлината, [[етиологија]] или [[физика]] на светлината и [[теологија]] на светлината,<ref>D. C. Lindberg, ''Theories of Vision from al-Kindi to Kepler'', (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), pp. 94–99.</ref> засновајќи се на трудовите на Аристотел и платонизмот. Гросетестовиот најпознат ученик, [[Роџер Бејкон]], напишал дела во кои цитира широк опфат на преведени оптички и филозофски дела, вклучувајќи ги и оние на Алхазен, Аристотел, [[Авицена]], [[Авероес]], Евклид, Ел-Кинди, Птоломеј, Тидеј и [[Константин Африкански]]. Бејкон успеал со употреба на делови од стаклени топки како [[лупа|лупи]] да покаже дека светлината се одбива од објектите наместо да биде емитувана од истите.

Првите очила беа создадени во Италија околу 1286 година.<ref>{{Наведена книга |first=Ilardi |last=Vincent |year=2007 |title= Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes |location=Philadelphia, PA |publisher=American Philosophical Society |isbn=9780871692597 |pages=4–5}}</ref> 
Ова беше зачетокот на оптичката индустрија на стружење и полирање на леќите за овие „очила“, најпрво во Венеција и Фиренца во почетокот на XIII век,<ref>[http://galileo.rice.edu/sci/instruments/telescope.html '&#39;'The Galileo Project > Science > The Telescope'&#39;' by Al Van Helden '&#39;]. Galileo.rice.edu. Посетено на 2012-06-10.</ref> а подоцна во центрите за производство на очила во [[Холандија]] и Германија.<ref>{{Наведена книга|author=Henry C. King |title=The History of the Telescope |url=http://books.google.com/books?id=KAWwzHlDVksC&pg=PR1 |year=2003 |publisher=Courier Dover Publications |isbn=978-0-486-43265-6 |page=27}}</ref> Произведувачите на очила создаваа подобри и се подобри леќи за подобрување на видот, засновани на искуственото знаење стекнато преку набљудување на ефектите на леќите, без притоа да се користат простите теории за оптиката од тоа време (теории кои не можеа на соодветен начин да објаснат како функционираат очилата).<ref>{{Наведена книга|author1=Paul S. Agutter |author2=Denys N. Wheatley |title=Thinking about Life: The History and Philosophy of Biology and Other Sciences |url=http://books.google.com/books?id=Gm4bqeBMR8cC&pg=PA17 |year=2008 |publisher=Springer |isbn=978-1-4020-8865-0 |page=17}}</ref><ref>{{Наведена книга|author=Vincent Ilardi|title=Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes|url=http://books.google.com/books?id=peIL7hVQUmwC&pg=PA210 |year=2007 |publisher=American Philosophical Society|isbn=978-0-87169-259-7|page=210}}</ref> Овој практичен развој, мајсторство и опитство со леќите доведе до создавањето на првиот [[оптички микроскоп]] околу 1595 година, и [[рефрактор|рефракторниот телескоп]] во 1608 година, во центрите за производство на очила во [[Холандија]].<ref>[http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/timeline/index.html Microscopes: Time Line], Nobel Foundation, retrieved April 3, 2009</ref><ref name="LZZginzib4C page 55">{{Наведена книга|author=Fred Watson |title=Stargazer: The Life and Times of the Telescope |url=http://books.google.com/books?id=2LZZginzib4C&pg=PA55 |year=2007 |publisher=Allen & Unwin |isbn=978-1-74175-383-7 |page=55}}</ref>

Во раниот XVII век [[Јоханес Кеплер]] се занимавал со геометриската оптика во неговите записи, со посебен осврт кон леќите, одбивањето на светлината од рамни и закривени огледала, начинот на работа на [[стеноп]]ските камери, обратнопропорционалниот квадратен закон за јачината на светлината и оптичкото објаснување на астрономските појави како што се месечевите и сончевите затемнувања, како и астрономската [[паралакса]]. Тој исто така точно ја утврдил улогата на [[мрежница]]та како органот кој ги восприема сликите, со што најпосле можело научно да се зберат способностите на различните видови на леќи кои произведувачите на очила ги согледувале во претходните 300 години.<ref>{{Наведена книга|author=Vincent Ilardi |title=Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes |url=http://books.google.com/books?id=peIL7hVQUmwC&pg=PA244 |year=2007 |publisher=American Philosophical Society |isbn=978-0-87169-259-7 |page=244}}</ref> По изработката на телескопот Кеплер се нафатил со осмислувањето на теориската основа на начинот на кои истите работат и опишал подобрен тип, познат како ''[[Кеплеров телескоп]]'', кој имал две собирни леќи за да се добие поголемо зголемување.<ref>Caspar, ''Kepler'', [http://books.google.com/books?id=0r68pggBSbgC&pg=PA198 pp. 198–202], Courier Dover Publications, 1993, ISBN 0486676056.</ref>

[[Податотека:Opticks.jpg|мини|right|upright|Насловната страна на првото издание од Њутновата книга ''Оптика'']]

Теоријата за оптиката се унапредува во средината на XVII век со [[Светот(Декарт)#Декарт' теорија на светлината|есеите]] напишани од филозофот [[Рене Декарт]], во кои се објаснуваше цел збир на оптички појави вклучувајќи ги одбивањето и прекршувањето на светлината со претпоставката дека светлината се емитува од предметите кои истовремено и ја создавале.<ref name=Sabra>{{Наведена книга|title=Theories of light, from Descartes to Newton|author=A. I. Sabra|publisher=CUP Archive|year=1981|isbn=0-521-28436-8}}</ref> Ова тврдење значајно се разликувало од старогрчките тврдења за емитирачката теорија. Во подоцнежните 1660-ти и раните 1670-ти години, Њутн ги надминува Декартовите идеи и ја создава т.н. [[корпускуларна теорија за светлината]], со познатото тврдење дека белата светлина е мешавина од бои кои се добиени со разложување на белата светлина со помош на [[призма]]. Во 1690 година, [[Кристијан Хајгенс]] ја предлага [[бранова теорија|брановата теорија]] за светлината заснована на тврдењата на [[Роберт Хук]] во 1664 година. Хук и самиот јавно ги критикувал теориите за светлината на Њутн и препирката меѓу ним двајцата траела сè до смртта на Роберт Хук. Во 1704 година, Њутн го објавува своето дело ''Оптика'' и, во тоа време, делумно поради неговите успеси во другите области на [[физика]]та, се смета за победник во дебатата за природата на светлината.<ref name=Sabra />

Њутновите тврдења за оптиката беа прифатени сè до раниот XIX век кога [[Томас Јанг (научник)|Томас Јанг]] и [[Огистен-Жан Френел]] извршиле опити на [[интерференција (браново движење)|интереферентните]] појави на светлината и целосно ја утврдиле брановата природа на светлината. Јунговиот познат опит со [[Јунгов интерферентен опит|двоен процеп]] покажал дека светлината го почитува [[закон на суперпозиција|законот на суперпозиција]],кој поседува бранови одлики кои не се предвидени со Њутновата корпускуларна теорија. Од овие опити произлезе и теоријата за дифракција на светлината со што се создаде целосно ново поле во физичката оптика.<ref>{{Наведена книга|author=W. F. Magie|title=A Source Book in Physics|publisher=Harvard University Press|year=1935|page=309}}</ref> Брановата оптика успешно се обединува со [[електромагнетна теорија|електромагнетната теорија]] на [[Џејмс Кларк Максвел]] во 1860 година.<ref>{{Наведено списание|author=J. C. Maxwell|title=A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|volume=155|page=459|year=1865|bibcode = 1865RSPT..155..459C|doi=10.1098/rstl.1865.0008}}</ref>

Наредниот напредок на оптичката теорија се случи во 1899 година кога [[Макс Планк]] успешно го измоделира [[црнотелесно зрачење|црнотелесното зрачење]] со претпоставката дека размената на енергија меѓу светлината и материјата се случува преку точно одредени количества на енергија т.н. ''кванти''.<ref>For a solid approach to the complexity of Planck's intellectual motivations for the quantum, for his reluctant acceptance of its implications, see H. Kragh, [http://physicsworld.com/cws/article/print/373 Max Planck: the reluctant revolutionary] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20120401221617/http://physicsworld.com/cws/article/print/373 |date=2012-04-01 }}, ''Physics World''. December 2000.</ref> Во 1905 година [[Алберт Ајнштајн]] ја објавува теоријата за [[фотоелектричен ефект|фотоелектричниот ефект]] со кој цврсто се воспостави квантизацијата на самата светлина.<ref>{{Наведена книга |last1=Einstein |first1=A. |authorlink1=Алберт Ајнштајн |editor1-first=D. |editor1-last=Ter Haar |title=The Old Quantum Theory |url=http://wien.cs.jhu.edu/AnnusMirabilis/AeReserveArticles/eins_lq.pdf |accessdate=March 18, 2010 |year=1967 |publisher=Pergamon |pages=91–107 |department=On a heuristic viewpoint concerning the production and transformation of light }}{{Мртва_врска|date=August 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} The chapter is an English translation of Einstein's 1905 paper on the photoelectric effect.</ref><ref name=AnnPhysik322132>{{Наведено списание |first=A. |last=Einstein |year=1905 |title=Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt |language=de |title=On a heuristic viewpoint concerning the production and transformation of light |journal=Annalen der Physik |volume=322 |issue=6 |pages=132–148 |doi=10.1002/andp.19053220607|bibcode = 1905AnP...322..132E}}</ref> Во 1913 година [[Нилс Бор]] покажал дека атомите можат да оддадат дискретни количества на енергија, со што ги објаснил дискретните линии видени во [[емисионен спектар|емисиониот спектар]] и [[апсорпционен спектар|апсорпциониот спектар]].<ref>{{Наведено списание |url=http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Bohr/Bohr-1913a.html |year=1913 |title=On the Constitution of Atoms and Molecules |journal=Philosophical Magazine |volume=26, Series 6 |pages=1–25 |access-date=2014-06-29 |archive-date=2007-07-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070704225134/http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Bohr/Bohr-1913a.html |url-status=dead }}. Епохалниот труд во кој се образлага [[Боров модел|Боровиот модел на атомот]] и [[ковалентна врска|ковалентните врски]].</ref> Со објаснувањето на заемодејството на материјата со светлината се исполнија условите за создавање на квантната оптика, но истовремено значајно и за [[историја на квантната механика|развојот]] на [[квантна механика|квантната механика]] како целина. Врвот на теоријата на [[квантна електродинамика|квантната електродинамика]] е објаснувањето дека сите оптички и електромагнетни процеси воопшто се резултат на размената на вистински и [[замислени честики|замислени]] [[фотон]]и.<ref>{{Наведена книга|author=R. Feynman|authorlink=Ричард Фајнман|year=1985|title=QED: The Strange Theory of Light and Matter|department=Chapter 1|page=6|publisher=Princeton University Press|isbn=0-691-08388-6}}</ref>

Квантната оптика доби практично значење со откритијата како што се [[масер (оптика)|масерот]] во 1953 година и [[ласер]]от во 1960 година.<ref>{{Наведена книга|author=N. Taylor|title=LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war|year=2000|publisher=Simon & Schuster|location=New York|isbn=0-684-83515-0}}</ref> Следствено на работата на [[Пол Дирак]] во полето на [[теорија на квантни полиња|теоријата на квантни полиња]], [[Џорџ Сударшан]], [[Рој Глаубер]] и [[Леонард Мендел]] ја применија квантната теорија за електромагнетните полиња во 1950-тите и 60-тите години за да добијат подобро и подетално разбирање за фотодетекцијата и [[статистичка механика|статистиката]] на светлината.

==Класична оптика==
Класичната оптика е поделена на две гранки: геометриска оптика и физичка оптика. Во геометриската или пак оптиката на зраци, се зема дека светлината патува по прави линии, а во физичката, или пак бранова оптика, каде светлината се смета за електромагнетен бран.

Геометриската оптика може да се смета како приближно претставување на физичката оптика и истата може да се примени кога брановата должина на светлината која се користеле многу помала од големината на оптичките елементи на системот кој се моделира.

===Геометриска оптика===
{{поврзано|Геометриска оптика}}

[[Податотека:Reflection and refraction mk.svg|мини|250п|right|Геометриски приказ на одбивањето и прекршувањето на светлинските зраци.]]

''Геометриска оптика'', или ''оптика на зраци'', го опишува [[браново движење|движењето]] на светлината како „зраци“ кои патуваат по прави линии, и чии движења се под влијание на законите за одбивање и прекршување на преодната површина помеѓу две соседни средини.<ref>{{Наведена книга|author1=Ariel Lipson|author2=Stephen G. Lipson|author3=Henry Lipson|title=Optical Physics|url=http://books.google.com/books?id=aow3o0dhyjYC&pg=PA48|accessdate=12 July 2012|date=28 October 2010|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-49345-1|page=48}}</ref> Овие закони се откриени искуствено и потекнуваат од 984 година<ref name=j1/> и се во употреба во изготвувањето на оптичките составни делови и инструменти сè до денешен ден. Истите можат да се наведат како што следи:

Кога зрак на светлина наидува на гранична површина на две провидни средини, поделен е на одбиен и прекршен зрак.

:Законот за одбивање вели дека одбиениот зрак лежи на упадната рамнина и аголот на одбивање е еднаков на упадниот агол.

:Законот за прекршување вели дека прекршениот зрак лежи на упадната рамнина, и синусот од аголот на прекршувањето поделен со синусот на аголот на упаѓање е постојана.

::<math>\frac {\sin {\theta_1}}{\sin {\theta_2}} = n</math>

каде {{math|''n''}} е постојаната за кои и да било две материјални средини и за која и да било боја на светлината. Позната под името [[показател на прекршување]].

Законите за одбивањето и прекршувањето на светлината се добиени преку [[Ферматовиот принцип]] кој гласи ''патот кој светлината го изминува меѓу две точки е патот кој истата може да го измине за најкусо време.''<ref>{{Наведена книга|author=Sir Arthur Schuster|title=An Introduction to the Theory of Optics|url=http://books.google.com/books?id=X0AcBd-bcCwC&pg=PA41|year=1904|publisher=E. Arnold|page=41}}</ref>

====Приближни претставувања====

Геометриската оптика честопати се упростува со употреба на [[параксијална приближност]], или пак „пресметки со употреба на мали агли“. Оттука математичкото претставување станува линиско, со што се овозможува оптичките делови и системи да се опишат со прости матрици. Ова доведува до техниките на [[гаусова оптика|Гаусовата оптика]] и ''параксијалното [[следење на зраците (физика)|следење на зраците]]'', со кои се одредуваат основните особености на оптичките системи, како што се приближните [[слики]] и местоположби на предметите и [[зголемување]]то на сликите од предметите.<ref>{{Наведена книга|author=J. E. Greivenkamp|year=2004|title=Field Guide to Geometrical Optics. SPIE Field Guides vol. '''FG01'''|publisher=SPIE|isbn=0-8194-5294-7|pages=19–20}}</ref>

====Одбивање====
{{поврзано|Одбивање (физика)}}

[[Податотека:Reflection angles mk.svg|рамка|Претставување на одбивањето на светлината од огледало]]

Одбивањето на светлината мже да се подели во две групи: [[огледално одбивање]] и [[дифузно одбивање]]. со огледалното одбивање се опишува сјајноста на површината како кај огледалата, кои светлината ја одбиваат на едноставен, предвидлив начин. Ова овозможува добивање на слики од одбиените зраци кои можат да се споредат со ([[вистинска слика|вистинската]]) или пак екстраполарираната ([[замислена слика|замислена]]) местоположба во просторот. Дифузното одбивање се случува од обоени, непроѕирни материјали како што се хартијата и каменот. Одбивањето од овие површини може да се опише само статистички, со точната распределба на одбиената светлина во зависност од микроскопската структура на материјалот. Многу од дифузните одбивања се опишани или приближно пресметани со помош на [[Ламбертовиот закон]], кои ги опишува површините кои имаат еднаква [[блескавост]] кога се гледани под одреден агол. Светликавите површини можат да оддадат огледално и дифузно одбивање на светлината.

При огледалното одбивање, насоката на одбиениот зрак е одредена од аголот на упадниот зрак кој го зафаќа нормално на [[површина]]та, линијата нормална на површината во точката во која зракот остварува контакт со површината. Упадните и одбиените зраци и нормалата лежат на иста рамнина, и аголот меѓу одбиениот зрак и површината нормална на истиот е еднаков на аголот меѓу одбиениот зрак и нормалата.<ref name=Geoptics>{{Наведена книга|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0-201-52981-5|department=35}}</ref> Ова тврдење е познато како [[Закон за одбивање на светлината]].

За [[рамнинско огледало|рамните огледала]], законот за одбивање означува дека сликите на предметите се исправени и на исто растојание зад огледалото колку штое и растојанието од предметот до огледалото. Големинта на сликата е иста со големината на предметот. Законот исто така наведува на тоа дека [[слика во огледало|сликите во огледалата]] се [[пресликување (физика)|спротивно пресликани]], она што ние го знаеме како лево-десна промена на страните. Сликите кои се добиени од одбивања на две (или секој парен број на) огледала не се обратно пресликани. [[аголен одбивник|Аголниот одбивник]]<ref name=Geoptics /> ја [[ретрорефлектор|ретрорефлектира]] светлината, и станува збор за појава со која се добиваат одбиени зраци кои патуваат назад во насоката од која и започнале да се движат.

[[закривени огледала|Огледалата со закривени површини]] се добиени со употреба на законот за одбивање на светлината од секоја точка на површината. За [[парабплични огледала|огледала со параболична површина]], паралелните упадните зраци во огледалото при одбивањето се збираат во една точка позната како [[жариште (оптика)|жариште]] (фокус). Други закривени површини исто така можат да ја збираат светлината во жаришни точки, но со недостатоци кои се должат на растурениот облик при што жариштето е завлечено во просторот. На пример, кај топчестите огледала се појавува [[топчест недостаток]]. Закривените огледала можат да образуваат слики со зголемувања поголеми или пак помали од еден, a зголемувањето на ликовите може да биде и негативно, што пак означува дека сликата е превртена наопаку. Исправената слика добиена при одбивањето од огледалото секогаш е замислена, додека пак превртените слики се вистинити и истите можат да се претстават на екран.<ref name=Geoptics />

====Прекршување====
{{поврзано|Прекршување (физика)}}

[[Податотека:Snells law mk.svg|мини|300п|Приказ на Снеловиот закон во случајот кога n<sub>1</sub> < n<sub>2</sub>, на пример како при премин воздух/вода]]

Прекршувањето се случува кога светлината патува низ површина од просторот која има променлив показател на прекршување, ова начело важи за леќите и за собирањето на светлината во жариштето. Наједноставниот случај на прекршување е оној кога постои премин меѓу изотропна средина со показател на прекршување <math>n_1</math> и друга стаква средина со показател на прекршување <math>n_2</math>. Во ваквите случаи, [[Снелов закон|Снеловиот закон]] го опишува прекршувањето на зракот на следниот начин:

:<math>n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\ </math>

каде <math>\theta_1</math> и <math>\theta_2</math> се аглите меѓу нормалата и упадниот односно прекршениот зрак. Оваа појава е исто така поврзана со променливата брзина на светлинаата, како што може да се согледа од показателот за прекршување кој беше споменат погоре при што следи:

:<math>v_1\sin\theta_2\ = v_2\sin\theta_1</math>

каде <math>v_1</math> и <math>v_2</math> се брзините на брановите низ соодветните средини.<ref name=Geoptics />

Разните последици од Снеловиот закон го вклучуваат и фактот дека светлинските зраци кои патуваат од материјал со висок показател на прекршување низ материјал со понизок показател на прекршување, можно е при допирот со површината на премин да не се добие никакво прекршување. Оваа појава се нарекува [[тотално внатрешно прекршување]] и го овозможува постоењето на [[фибероптика]]та. Како што сигналите на светлината патуваат низ фибероптичкиот кабел, благодарение на тоталното внатрешно прекршување се овозможува пренос на податоците без загуба по целата должина на кабелот. Исто така можноп е да се добие [[рамнина на поларизација|поларизирана светлина]] со употреба на одбивањето и прекршувањето на светлината, кога прекршениот зрак и одбиениот зрак создаваат [[прав агол]], одбиениот зрак ги има одликите на поларизирана светлина. Упадниот агол потребен за оваа појава се нарекува Брустеров агол.<ref name=Geoptics />

Снеловиот закон може да се употреби за предвидување на закривеноста на светлинските зраци во моментот кога тие минуваат низ „праволиниски средини“ сè додека показателите на прекршувањето и геометријата на средината се познати. На пример, движењето на светлината низ призма, светлината ќе биде закривена во зависност од обликот и насоченоста на призмата. Дополнително на ова, бидејќи различни честоти на светлината имаат различни показатели на прекршување низ повеќето материјали, прекршувањето на светлината може да се искористи за добивање на расејување на светлината во облик на спектар кои наликува на виножито. Откривањето на оваа појава кога светлината преминува низ призма му се препишува на Исак Њутн.<ref name=Geoptics />

Некои средини имаат показатели на прекршување кои постепено се менува низ материјалот, па така, светлинските зраци се закривенио низ овие средини наместо да патуваат по прави линии. Овој ефект е виновен за појавата на [[фатаморгана|фатаморганска]] појава при жешките дни кога променливиот показател на прекршувањето на воздухот предизвикува огледално прекршување во далечината (наликува на површина на базен). Материјалите кои поседуваат променлив показател на прекршување се наречени (ГРИН) материјали и поседуваат корисни одлики кои се употребуваат во модерните оптички отсликувачки технологии како што се [[фотокопир]]ите и [[отсликувач]]ите. Оваа појава се изучува во полето наречено [[постепено променливо-показателна оптика]].<ref>E. W. Marchand, Gradient Index Optics, New York, NY, Academic Press, 1978.</ref>

===== Леќи =====
{{поврзано|Леќа (оптика)}}
[[Податотека:lens3b mk.svg|360п|мини|Графички приказ за зрак низ собирна леќа.]]
Направата која создава растурни или собирни светлински зраци поради способноста за прекршување на светлината познати се како леќи. Тенките леќи создаваат жаришта на двете страни од леќата и истите можат да се запишат со помош на [[равенка на тенка леќа|равенката на тенка леќа]] (Леќарска равенка).<ref name=hecht>{{Наведена книга|author=E. Hecht|year=1987|title=Optics|edition=2|publisher=Addison Wesley|isbn=0-201-11609-X}} Chapters 5 & 6.</ref> Воопшто, постојат два вида на леќи: [[испакната леќа|испакнати]], кои ги збираат паралелните снопови зраци во една точка, и [[вдлабната леќа|вдлабнати]], кои ги растураат паралелните сноповина светлински зраци. За да се добие целосно предвидување како би изгледала сликата од овие леќи потребно е да се користат техники слични на оние кај закривените огледала. Скично како и кај закривените огледала, својствата на тенките леќи се запишуваат со едноставна равенка со која се одредува местоположбата на сликат низ одредено жаришно растојание (<math>f</math>) и растојанието од предметот (<math>S_1</math>):

:<math>\frac{1}{S_1} + \frac{1}{S_2} = \frac{1}{f} </math>

каде <math>S_2</math> е растојанието кое се надоврзува на сликата и се смета за негативно ако е на истата страна од леќата како и предметот и истото е позитивно ако е на спротивната страна од леќата.<ref name=hecht /> Жаришното растојание ''f'' се зема за негативно кај вдлабнатите леќи.

[[Податотека:Lens1-mk.svg|360п|мини]]

Дојдовните паралелни зраци се насочуваат во жариштето со помош на испакната леќа и сликата која се добива е превртена реална и на едно жаришно растојание од леќата, на спротивната страна на леќата. Зраците од предметот на конечно растојание се собираат на растојание поголемо од жаришното растојание, што поблиску е предметот до леќата толку подалеку е сликата од истиот предмет од леќата. Кај вдлабнатите леќи, упадните паралелни снопови на светлина се расејуваат при преминот низ леќата, на таков начин што изгледа како да потекнуваат од замислена исправена слика на едно жаришно растојание од леќата, на истата страна на леќата од која и пристигнуваат паралелните снопови на светлина. Зраците од предмет на конечно растојание се надоврзува со замислената слика која е поблиску до леќата, т.е. растојанието е помало од жаришното растојание, и е на истата страна на леќата како и предметот. Колку што е поблиску предметот до леќата толку е поблиска и замислената слика на предметот.

На сличен начин се претставува и способностa на леќата за зголемување запишана со равенката:

:<math> M = - \frac{S_2}{S_1} = \frac{f}{f - S_1} </math>

каде негативниот знак е даден, со цел да се означи исправен предмет за позитивни вредности и превртен предмет за негативни вредности. Слично на огледалата, исправените слики добиени од единечните леќи се замислени додека пак превртените слики се вистинити.<ref name=Geoptics />

Леќите имаат [[оптички недостатоци|недостатоци]] кои ги заматуваат сликите и жаришните точки. Ова се должи на геометриските недостатоци и променливиот показател на прекршување за различните бранови должини ([[хроматски недостаток]]).<ref name=Geoptics />

[[Податотека:Thin lens images mk.svg|мини|none|500п|Сликите од црните букви при тенка испакната леќа со жаришно растојание ''f'', се прикажани со црвена боја. Одредени зраци се прикажани за буквите '''Д''', '''З''' и '''И''' со сина, зелена односно портокалова боја. Се забележува дека '''Д''' (на 2 растојанија ''f'') има иста големина, за вистинитата и превртената слика, '''З''' (на растојание ''f'') има слика во бесконечноста, и '''И''' (на растојание ''f''/2) е двојно поголема, замислена и исправена слика.]]

===Физичка оптика===
{{поврзано|Физичка оптика}}

Кај физичката оптика, светлината се смета дека се движи како [[бран]]. Овој модел предвидува појави како што се [[интерференција (браново движење)|интерференција]] и [[дифракција]], кои не можат да бидат објаснети со геометриската оптика. [[брзина на светлината|Брзината на светлината]] во [[воздух]]от е приближно 3,0×10<sup>8</sup>[[м/с]] (поточно 299.792.458 м/с во [[вакуум]]). [[бранова должина|брановата должина]] на видливата светлинава се менува од 400 до 700 [[нм]], но поимот „светлина“ исто така се применува и за [[инфрацрвена светлина|инфрацрвено]]то (0,7–300 [[μм]]) и [[ултравиолетова светлина|ултравиолетово]]то зрачење (10–400 нм). 
 
Брановиот модел може да се употреби за правење на предвидувања за тоа како еден оптички систем ќе се однесува без притоа да се објаснува што е тоа ''бранување'' во таа средина. Сè до средината на XIX век, повеќето физичари верувале во средина наречена „етер“ во која светлината се движи.<ref>MV Klein & TE Furtak, 1986, Optics, John Wiley & Sons, New York ISBN 0471872970.</ref> Постоењето на електромагнетните бранови било предвидено во 1865 година со [[електромагнетни бранови#изведување|Максвеловите равенки]]. Овие бранови се движат со брзината на светлината и имаат променливо електрично и магнетно поле кои се нормални едно на друго и се простираат во насоката на движењето на бранот.<ref>{{Наведено списание |last=Maxwell |first=James Clerk |authorlink=Џејмс Кларк Максвел |title=A dynamical theory of the electromagnetic field|url=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/A_Dynamical_Theory_of_the_Electromagnetic_Field.pdf|doi = 10.1098/rstl.1865.0008 |format=PDF |journal=Philosophical Transactions of the Royal Society of London |volume=155 |page=499 |year=1865}} This article accompanied a December 8, 1864 presentation by Maxwell to the Royal Society. See also A dynamical theory of the electromagnetic field.</ref> Светлинските бранови денес се сметаат за електомагнетни бранови, со исклучок кога се разгледуваат [[оптика#Современа оптика|квантни механички ефекти]].

====Моделирање и дизајнирање на оптички системи со употреба на физичка оптика====

Многу од приближните претпоставки се достапни за разгледување и создавање на оптички системи. Најчесто се употребуваат [[скалар (физика)|скаларни]] величини за да се претстави електричното поле на светлинскиот бран, наместо да се користат [[евклидов вектор|векторски]] модели со нормални еден на друг магнетен и електричен вектор.<ref name = "Born and Wolf">M. Born and E. Wolf (1999). Principle of Optics. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-64222-1.</ref>
[[Хајгенс–Френелов принцип|Хајгенс-Френеловата]] равенка претставува ваков модел. Равенката искуствено ја извел Френел во 1815 година врз основа на Хајгенсовата претпоставка дека секоја точка од [[бранова предница|брановата предница]] создава вторична сферична бранова предница, која Френел го искомбинирал со [[принцип на суперпозиција|принципот на суперпозиција]] на брановите. [[Кирхофова дифракциона равенка|Кирхофовата дифракциона равенка]], која е добиена преку изведувања со употреба на Максвеловите равенки, со што Хајгенс-Френеловата равенка добива посилна физичка смисла. Примери за примена на Хајгенс-Френеловиот принцип се во деловите за [[дифракција]] и [[Фраунхиоферова дифракција (математика)|Фраунхоферова дифракција]].

Посложени модели, каде се претставени моделирањата на електричните и магнетните полиња на светлинскиот бран, и истите се применети за објаснување на заемодејството меѓу светлината и материјалите каде што заемодејството зависи од нивните магнетни и електрични одлики. На пример, светлината се однесува на едне начин кога е во заемодејство со метална површина и сосема поинаку се однесува кога е во заемодејство со некој диелектричен материјал. За поларизираната светлина мора да се користи векторски модел.

Техниките кои користат [[компјутерски симулации|бројчено моделирање]] како што се [[метод на конечни елементи]], [[метод на гранични елементи]] и [[метод на трансмисионо-линиска матрица]] се во употреба за моделирање на движењето на светлината во системи кои не можат да бидат разрешени аналитички. Ваквите модели бараат доста голема сметачка моќ и најчесто се користат за разрешување на мали проблеми, за кои е потребна прецизност која не може да биде постигната со аналитичко решавање на проблемот.<ref>{{Наведена книга|author=J. Goodman|year=2005|title=Introduction to Fourier Optics|edition=3 ed|publisher=Roberts & Co Publishers|isbn=0-9747077-2-4|url= http://books.google.com/?id=ow5xs_Rtt9AC&printsec=frontcover}}</ref>

Сите резултати од геометриската оптика можат да бидат разрешени со техники како што е [[Фуриерова оптика|Фуриеровата оптика]] која ги употребува многу од истите математички и аналитички техники кои се во употреба во [[звучно инженерство|звучното инженерство]] и [[обработка на сигнали|обработката на сигнали]].

[[Гаусов зрак|Движењето на Гаусовиот зрак]] е едноставен параксијален физичко оптички модел за движењето на истофреквентното зрачење присутно кај ласерските зраци. Оваа техника делумно се надоврзува на дифракцијата, со што се овозможуваат прецизни пресметки на стапката со која ласерските зраци се шират со изминатото растојание, и минималната големина до која еден ласерски зрак може да се сосредоточува. Употребата на моделот на Гаусовиот зрак овозможува надминување на празнината помеѓу геометриската и физичката оптика.<ref>{{Наведена книга|author=A. E. Siegman|year=1986|title=Lasers|publisher=University Science Books|isbn=0-935702-11-3}} Chapter 16.</ref>

====Суперпозиција и интерференција====
{{поврзано|принцип на суперпозиција|интерференција (оптика)}}

Во отсуство на [[нелиниска оптика|нелиниски]] ефекти, [[принцип на суперпозиција|принципот на суперпозиција]] може да се искористи за предвидување на облик на брановите кои заемодејствуваат преку едноставно наддавање на нивните фази.<ref name=interference /> Ова заемодејство на брановите да произведат одредена шара најчесто се опишува со терминот „интерференција“ и може да има најразлични изгледи. Ако два брана со иста бранова должина и честота се ''во [[фаза(бранови)|фаза]]'', брановите мевови и јазли се подредуваат. Оваа појава се нарекува [[конструктивна интерференција]] и со зголемувањето наа замавот (амплитуда) на бранот , што за светлината би значело зголемено осветлување на брановиот облик на таа местоположба. Поинаку кажано, ако двата бранови со иста бранова должина и честота се надвор од фаза, тогаш мевовите ќе се подредат со јазлите и обратно. Ова ќе доведе до појава на [[растурна интерференција]] и намалување на замавот на бранот, кој за светлината би значело затемнување на брановиот облик на таа местоположба. Подолу има приказ на оваа појава.<ref name=interference>{{Наведена книга|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0-201-52981-5}}Chapter 37</ref>

{|
|-
|'''смешани бранови форми'''
|colspan="2" rowspan="3"|[[File:Interference of two waves.svg]]
|-
|'''бран 1'''
|-
|'''бран 2'''
|-
|
|'''два брана во фаза'''
|'''два брана со 180° вон од фаза'''
|}

[[File:Dieselrainbow.jpg|thumb|right|300px|Кога масло или нафата е истура во вода, се добива разнобоен облик која се должи на ефектот на интерференција добиена од тенок-филм]]

Бидејќи [[Хајгенс-Френеловиот принцип]] тврди дека секоја точка на брановата предница се поврзува со настанување на нов бран, можно е брановата предница да интерферира самиот со себе и да оформи конструктивна и растурна интерференција на различни местоположби со што ќе се добијат светли и затемнети шари на еден својствен и предвидлив начин.<ref name=interference /> [[Интерферометрија]]та е наука која се занимава со мерењето на овие појави, најчесто како начин за прецизни одредувања на растојанијата или пак [[аголна разложеност|аголната разложеност]].<ref name=interferometry>{{Наведена книга|author=P. Hariharan|title=Optical Interferometry|edition=2|publisher=Academic Press|place=San Diego, USA|year=2003|url=http://www.astro.lsa.umich.edu/~monnier/Publications/ROP2003_final.pdf|isbn=0-12-325220-2}}</ref> [[Мкајлсонов интерферометар|Мајкелсоновиот интерферометар]] е еден од најпознатите инструменти кој ги користи ефектите на интерференцијата за прецизни мерења на брзината на светлината.<ref>{{Наведена книга|author=E. R. Hoover|title=Cradle of Greatness: National and World Achievements of Ohio's Western Reserve|place=Cleveland|publisher=Shaker Savings Association|year=1977}}</ref>

Со појавата на [[оптика на тенок филм|тенки филмови и намази]] поизразено и појасно се опишуваат ефектите на интерференцијата. [[противодбивен намаз|Противодбивните намази]] ја користат растурната интерференција за да се намали отсјајот на површината врз која е нанесен намазот, со што сè се сведува на минимална јачина блесокот на несканите отсјаи. Наједноставен пример е тенок намаз со дебелина од една четвртина од брановата должина на упадната светлина. Одбиената бранов облик на од врвот на намазот и одбиената светлина од преминот намаз/материјал интерферираат точно надвор од фаза на 180°, со што се добива растурна интерференција. Брановите се точно надвор од фаза за онаа бранова должина, која најчесто е избрана од средината на видливиот спектар или околу 550 нм. Посложените дизајни кои користат повеќекратни наслаги можат да достигнат ниска отсјајност на поголема ширина на бранови должини или пак, доста низок отсјај од единствена бранова должина.

Конструктивната интерференција на тенките филмови може да создаде силен отсјај на светлината во најразлични бранови должини, а зафатот на брановите должини може да биде мал и голем во зависност од намазот. Овие намази се користат за правење на [[диелектрично огледало|диелектрични огледала]], [[интерферентен филтер|интерферентни филтри]], [[топлински рефлектор]]и, и филтри за раздвојување на боите кај [[телевизија во боја|телевизиските камери во боја]]. Овој интерферентен ефект е исто така причинител на убавите виножитни бои кај дамките предизвикани од масло.<ref name=interference />

====Дифракција и оптичка резолуција====
{{поврзано|дифракција|оптичка резолуција}}

[[File:Double slit diffraction.svg|300px|right|thumb| Дифракција низ два тенки отвори со меѓусебно растојание <math>d</math>. Светлите прстени се скучуваат околу каде црните линии се пресекуваат со црните линии и белите линии се пресекуваат со белите линии. Овие прстени се разделени со агол <math>\theta</math> и се подредени со број <math>n</math>.]]

Дифракцијата е појава при која интерферирањето на светлината е најизразено. Оваа појава првпат била опишана во 1665 година од страна на [[Франческо Грималди]], кои истовремено бил и творецот на поимите од латински ''diffringere'', 'да се распадне на парчиња'.<ref>{{Наведена книга|title=Memoires pour l'histoire des sciences et des beaux arts|author=J. L. Aubert|publisher=Impr. de S. A. S.; Chez E. Ganeau|place=Paris|year=1760|page=149|url=http://books.google.com/?id=3OgDAAAAMAAJ&pg=PP151}}</ref><ref>{{Наведена книга|title=A Treatise on Optics|author=D. Brewster|year=1831|publisher=Longman, Rees, Orme, Brown & Green and John Taylor|place=London|page = 95|url = http://books.google.com/?id=opYAAAAAMAAJ&pg=RA1-PA95}}</ref> Подоцна во истиот период, Роберт Хук и Исак Њутн ито така ја опишаа појавата сега на нам позната како дифракција или позната и како [[Њутнови прстени]]<ref>{{Наведена книга|author=R. Hooke|title=Micrographia: or, Some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses|place=London|publisher=J. Martyn and J. Allestry|year=1665|isbn=0-486-49564-7}}</ref> додека пак [[Џејмс Грегори (математичар)|Џејмс Грегори]] ги забележал неговите набљудувања на дифракционите шари добиени од преминот на светлината низ птичји пердуви.<ref>{{Наведено списание|author=H. W. Turnbull|title=Early Scottish Relations with the Royal Society: I. James Gregory, F.R.S. (1638–1675)|journal = Notes and Records of the Royal Society of London|year=1940–1941|volume=3|page=22|doi=10.1098/rsnr.1940.0003|jstor = 531136}}</ref>

Првиот физичко-оптички модел за дифракција кој се засновал на [[Хајгенс-Френелов принцип|Хајгенс-Френеловиот принцип]] бил запишан во 1803 година од страна на [[Томас Јанг (научник)|Томас Јанг]] во неговиот [[Јангов интерферентен опит|интерферентен опит]] до интерферентни шеми добиени од два блиски отвори. Јанг покажал дека неговите резултати можат да се објаснат само ако отворите на плочата се извори на бранови, а не на честички.<ref>{{Наведена книга|author=T. Rothman|title=Everything's Relative and Other Fables in Science and Technology|publisher=Wiley|place=New Jersey|year=2003|isbn=0-471-20257-6}}</ref> Во 1815 и 1818 година, Огистен-Жан Френел цврсто математички објаснува како интерференцијата се надоврзува на дифракцијата.<ref name=hecht/>

Наједноставните физички модели за дифракција користат равенки кои го опишуваат аголното раздвојување на светлината и темните прстени кои се должат на карактеристичната бранова должина (λ). Кажано, равенката го има следниот запис:

:<math>m \lambda = d \sin \theta</math>

каде <math>d</math> е растојанието меѓу двата извори на брановите предници (во случајот на Јанговите опити, тоа биле [[опит со два отвори|два отвори]]), <math>\theta</math> е аголното раздвојување меѓу централниот прстен и <math>m</math>тиот прстен, каде централниот максимум е <math>m = 0</math>.<ref name=diffraction>{{Наведена книга|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0-201-52981-5}}Chapter 38</ref>

Оваа равенка малку е изменета за да ги земе предвид и останатите можни ситуации како дифракција низ единичен отвор, дифракција низ повеќе отвори, или дифракција низ [[дифракциона решетка]] која се состои од голем број на отвори на еднакви растојанија.<ref name=diffraction/> Посложените модели на дифракција се разрешуваат со употреба на математиките на [[Френелова дифракција|Френел]] или [[Фраунхоферова дифракција]].<ref name=phyoptics>{{Наведена книга|author=R. S. Longhurst|title=Geometrical and Physical Optics, 2nd Edition|year=1968|publisher=Longmans|location=London}}</ref>

[[Рендгенска дифракција|Рендгенската дифракција]] наоѓа примена кај [[кристал]]ите кај кои атомите се на исти растојанија еден од друг со големина од еден [[ангстрем]]. За да се видат дифракционите шеми, де употребуваат рендгенски (х) зраци со слична големина на брановата должина на растојанието меѓу атомите на кристалот. Бидејќи кристалите се тридимензионални, добиените дифракциони шеми се разликуваат во две насоки во согласност со [[Брегово одбивање|бреговото одбивање]], каде светлите точки исцртуваат [[Дифракциона топографија|единствени патеки]] и каде <math>d</math> е двапати поголемо од растојанието меѓу атомите.<ref name=diffraction />

Дифракционите ефекти ја ограничуваат способноста на еден оптички регистрирач да разликува два одделни светлински извори. Воопшто, светлината која минува низ [[отвор]] (апертура) ќе има дифракција и најдобрите слики кои ќе се добијат (опишани [[дифракционо-ограничени системи|дифракционо ограничена оптика]]) се пројавуваат како централна точка опкружена со светли прстени, одвоени со темни прстени, оваа шема е позната како [[Еријева шема]], а централната бела точка се нарекува [[Еријев диск]].<ref name=hecht /> Големината на дискот се одредува со:

:<math> \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}</math>

каде ''θ'' аголното разделување, ''λ'' е [[бранова должина|брановата должина]] на светлината, и ''D'' е [[пречник]]от на леќата. Ако аголното разделување на двете точки е значајно помало од полупречникот на Еријевиот диск, тогаш двете точки не можат да се разликуваат на сликата, но ако нивното аголно разделување е доста поголемо, можно е да се набљудуваат двете точки. [[Џон Страт]] го дефинираше „[[Рејлиевиот критериум]]“ дека две точки чие аголно раздвојување е еднакво на полупречникот на Еријевиот диск може да се сметаат за разделени. Може да се забележи дека што е поголем пречникот на леќата или отворот, истата ќе има подобро разделување.<ref name=diffraction/> [[Астрономски интерферометар|Интерферометрија]]та, со нејзината способност да ги имитира големите отвори, го овозможува најголемото аголно раздвојување.<ref name=interferometry />

При астрономското сликање, атмосферата ја попречува оптималната разделна моќ во видливиот дел на спектарот поради атмосферското [[расејување]] и распрскување кои предизвикуваат ѕвездите да [[сцинтилација (астрономија)|треперат]]. Астрономите за овој проблем го користат терминот квалитет на [[астрономско гледање]]. Техниките познати под името [[приспособлива оптика]] се во употреба за да се отстрани влијанието на атмосферата на сликите и да се постигнат резултати кои се приближни на дифракционото ограничување.<ref>[http://www.mrao.cam.ac.uk/telescopes/coast/theses/rnt/ Lucky Exposures: Diffraction limited astronomical imaging through the atmosphere]'' by Robert Nigel Tubbs</ref>

====Распрскување и расејување====
{{поврзано|распрскување (оптика)|расејување}}

[[File:Light dispersion conceptual waves.gif|thumb|right|Анимација на распрснувањето на светлината низ призма. Светлината (сина) со голема честота закривува најмногу, а онаа (црвена) со најмала честота најмалку.]]

Процесите мна прекршување се одвиваат на границите на физичката оптика, каде брановите должини на светлината се слични со останатите растојанија, како еден вид на расејување. Наједноставниот тип на расејување е [[Томсоново расејување|Томсоновото расејување]] кое настанува кога електромагнетни бранови се закривени под дејство на единечни честички. На границата на Томсоновото расејување, присуството на брановата природа на светлината е очигледно, светлината се распрскува независно од честотата, во споредба со [[Комптоново расејување|Комптоновото расејување]] кое е честотно зависно и е строго [[квантна механика|квантномеханички]] процес, со што се зема и природата на светлината како честичка. Во статистичка смисла, еластичното расејување на светлината од бројни честички многу помали од брановата должина на светлината е процес познат под името [[Рејлиево расејување]], додека пак сличниот процес на расејување од честички кои се слични и поголеми од брановата должина се нарекува [[Миево расејување]] со [[Тиндалов ефект]] како резултат од тоа расејување. Светлинското расејување од атомите или молекулите може да произведе [[Раманово расејување]], каде честотата се менува поради возбудувањето на атомите и молекулите. [[Брилуеново расејување]] се случува кога честотата на светлината се менува поради одредените промени со текот на времето и движењета на структурата на густите материјали.<ref>{{Наведена книга|author=C. F. Bohren and D. R. Huffman|title=Absorption and Scattering of Light by Small Particles|publisher=Wiley|year=1983|isbn=0-471-29340-7}}</ref>

Распрснувањето на светлината се случува кога различни честоти на светлината имаат различни [[фазна брзина|фазни брзини]], кои се должат на својствата на материјалот (''материјално распрснување'') или пак во геометријата познато како [[оптички светловод]] (''светловодно распрскување''). Најпознатиот облик на распрскување е со смалување на показателот на прекршување со зголемувањето на брановат должина, и се набљудува кај повеќето проѕирни материјали. Ова се нарекува „нормално распрскување“. Се случува кај сите [[диелектрик|диелектрични материјали]], со бранови должини при кои материјалот на впива светлина.<ref name=J286>{{Наведена книга|author=J. D. Jackson|title=Classical Electrodynamics|edition=2|publisher=Wiley|year=1975|isbn=0-471-43132-X|page=286}}</ref> Со бранови должини кај кои средината низ која минуваат има значајно впивање на светлината, показателот на прекршување се зголемува со зголемувањето на брановата должина. Ова се нарекува „несакано распрскување“.<ref name=Geoptics/><ref name=J286/>

Раздвојувањето на боите од старана на призма е пример за нормално распрскување. На површината на призмата, Снеловиот закон предвидува дека упадната светлина под агол θ на нормалата ќе се прекрши под агол од arcsin(sin (θ) / ''n''). Па така, сината светлина, со нејзиниот поголем показател на прекршување, се закривува повеќе отколку црвената светлина, при што се добива добро познатата шема на [[виножито]].<ref name=Geoptics />

[[File:Wave group.gif|frame|Распрскувањето: две синусоиди се движат со различни брзини при што се добива подвижна интерферентна шема. Црвената точка се движи со [[фазна брзина]], а додека пак зелените точки се движат со [[групна брзина]]. Во овој случај, фазната брзина се состои од две групни брзини. Со други зборови црвената точка зазема две зелени точки, кога се движи од лево кон десно на сликата. Кажано, посебните бранови (кои патуваат со одредена фазна брзина) ќе пребегаат од овој бранов пакет (кој се движи со групна брзина).]]

Материјалното распрскување најчесто се одликува со [[Абеов број]], кој ја дава едноставната мерка на распрскувањето заснована на показателот на прекршување на три точно определени бранови должини. Брановодното распрскување е зависно од [[константата на движење]].<ref name=hecht /> Двата вида на распрскување предизвикуваат промена на групните одлики на бранот, одликите на брановиот пакет кои се променуваат со истата честота како и замавот на електромагнетниот бран. „Групно брзинско распрснување“ се пројавува како распослување на сигналот го „обвива“ зрачењето и истото може да се опише со параметар на групно распрснувачко доцнење:

:<math>D = \frac{1}{v_g^2} \frac{dv_g}{d\lambda}</math>

каде <math>v_g</math> е групната брзина.<ref name=optnet>{{Наведена книга|author=R. Ramaswami and K. N. Sivarajan|title=Optical Networks: A Practical Perspective|url=http://books.google.com/books?id=WpByp4Ip0z8C&printsec=frontcover|isbn=0123740924|publisher=Academic Press|location=London|year=1998}}</ref> За истоветна средина, групната брзина е:

:<math>v_g = c \left( n - \lambda \frac{dn}{d\lambda} \right)^{-1}</math>

каде ''n'' е показателот на прекршување и ''c'' брзината на светлината во вакуум.<ref>Brillouin, Léon. ''Wave Propagation and Group Velocity''. Academic Press Inc., New York (1960)</ref> Одовде се добива поедноставен облик на параметарот за распрснувачко задоцнување:

:<math>D = - \frac{\lambda}{c} \, \frac{d^2 n}{d \lambda^2}.</math>

Ако ''D'' е помало од нула, за средината се вели дека има ''позитивно распрскување'' или нормално распрскување. Ако ''D'' е поголемо од нула, за средината се вели дека има ''негативно распрскување''. Ако светлински пулс се движи низ средина со нормално распрскување, високочестотните бранови компоненти се успоруваат посилно отколку ниско честотните компоненти. Па пулсот станува ''позитивно вревен'', или ''засилен'', со зголемувањето на честотата со текот на времето. Ова предизвикува спектарот кои произлегува од призмата да се опишува со фактот дека црвената светлина има најмало прекршување додека пак сино/виолетовата има најголемо прекршување. Надоврзано на ова, ако пулс на светлина се движи низ негативно распрскувачка средина, високочестотните компоненти патуваат побрзо од оние со ниска честота, и пулсот станува ''негативно вревен'', или ''затишен'', честотата се намалува со текот на времето.<ref>{{Наведена книга|author=M. Born and E. Wolf|authorlink = Макс Борн|title=Principle of Optics|publisher=Cambridge University Press|year=1999|location=Cambridge|pages=14–24|isbn=0-521-64222-1}}</ref>

Резултатот од групно брзинското распрскување, без разлика дали е позитивно или негативно, е конечното временско ширење на пулсот. Ова го прави распрскувачкото сведување мошне важно во оптичките комуникациони системи кои се засновани на [[оптичко влакно|оптички влакна]], бидејќи ако распрскувањето е достатно големо, дел од пулсевите кои носат информации ќесе рашират со текот на времето и истите ќе се спојат, со што сигналот ќе стане неупотреблив.<ref name=optnet />

====Поларизација====
{{поврзано|Поларизација (бранови)}}

Поларизацијата е општо својство на брановите и ја опишува насоката на нивните осцилации. За [[попречен бран|попречните бранови]] како што се електромагнетните бранови, се опишува насоката на осцилациите во рамнината нормална на насоката на движењето на бранот. Осцилациите можат да бидат насочени во една единствена насока ([[линиска поларизација]]), или насоката на осцилирање ќе ротира како што бранот патува ([[кружна поларизација]] или [[елиптична поларизација]]). Кружно поларизираните бранови можат да ротираат надесно или налево во насоката во која се движат, а во зависност која од двете ротации е присутна во бранот се нарекува бранова [[полариметрија|хиралност]].<ref name=light>{{Наведена книга|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0-201-52981-5}}Chapter 34</ref>

Обичниот начин на согледување на поларизацијата е да се одржува тек со насоката на електричното поле т.е. со [[вектор (геометрија)|векторот]] како што електромагнетниот бран се движи. Векторот на електричното поле на бранот во рамнината може да се подели на две нормални на себе [[векторски делови|делови]] означени со ''x'' и ''y'' (а со '''z''' насоката на движење). Обликот опишан од x-y рамнината со помош на векторот на електричното поле претставува [[Лисажуова крива|Лисажуова слика]] која ја опишува ''поларизационата состојба''.<ref name=hecht /> Следните неколку слики прикажуваат примери како векторот на електричното поле (сино)се менува со текот на времето (вертикалните оски), и на одредена точка во просторот, по должина на сопствените ''x'' и ''y'' компоненти (црвено/одлево и зелено/оддесно), и патот што го изминува векторот во рамнината (виолетова): истото движење ви се случило кога би се набљудувало електрично поле во определено време додека точката се движи во просторот, во насока спротивна на нејзиното движење.

<div style="float:left;width:220px">
[[File:Polarisation (Linear).svg|center|Linear polarization diagram]]
<center>'''''линиска поларизација'''''</center>
</div>
<div style="float:left;width:220px">
[[File:Polarisation (Circular).svg|center|Circular polarization diagram]]
<center>'''''кружна поларизација'''''</center>
</div>
<div style="float:left;width:220px">
[[File:Polarisation (Elliptical).svg|center|Elliptical polarization diagram]]
<center>'''''елиптична поларизација'''''</center>
</div>
{{-}}

На левата слика одгоре, компонентите x и y на светлинскиот бран се во фаза. Во овој случај, односот на нивните сили е постојан, па насоката на електричниот вектор (векторскиот збир од овие две компоненти) е постојан. Бидејќи врвот на векторот опишува една еднинствена линија во рамнината, станува збор за т.н. [[линиска поларизација]]. Насоката на линијата зависи од релативните замави на двете компоненти.<ref name=light />

На средната слика, двете компоненти под прав агол имаат исти замави и се 90° надвор од фаза. Во овој случај, една од компонентите е нула додека пак другата компонента има максимален или пак минимален замав. Постојат две можни врски кои го исполнуваат овој услов: ''x'' компонентата може да биде 90° пред ''y'' компонентата или пак може да биде 90° зад ''y'' компонентата. Во овој специјален случај, електричниот вектор опишува круг во рамнината, па оваа поларизација е наречена [[кружна поларизација]]. Насоката на ротацијата на кругот зависи од тоа која двете фазно зависни врски па постојат ''десно насочена кружна поларизација'' и ''лево насочена кружна поларизација''.<ref name=hecht />

Во сите останати случаи, каде двете компоненти не имаат исти замави или пак нивните фазни разлики не се нула ниту пак цели броеви од 90°, поларизацијата се нарекува [[елиптична поларизација]] бидејќе електричниот вектор опишува [[елипса]] во рамнината (''поларизациона елипса''). Ова е прикажано на сликата оддесно. Целосните математички разрешувања на поларизацијата се прават со употреба на [[Џонсовите пресметки]] и се одликува со [[Стоуксови параметри]].<ref name=hecht />

=====Променлива поларизација=====

Средините кои имаат ралични показатели на прекршување за различни поларизациони чекори се наречени ''[[поларизација при двојно прекршување на светлината|двојно-прекршувачки]]''.<ref name=light /> Добро познати појави на овој ефект се оптичките [[бранова плоча|бранови плочи]] и кај [[Фарадеевата ротација]]/[[оптичка ротација]].<ref name=hecht /> Ако должината на патот при двојно прекршувачката средина е достатно голем, рамнинските бранови ќе го напуштат материјалот со изменета насока на движење, поради [[прекршување (физика)|прекршување]]то. На пример, ова се случува кај макроскопските кристали на [[калцит]]от, кои на набљудувачот му даваат на увид два различни, под прав агол поларизирани слики на она што се набљудува низ нив. Токму оваа појава го овозможи откривањето на поларизацијата од страна на [[Расмус Бартолин]] во 1669 година. Следи дека промената на фазата а истовремено и промената на поларизационата состојба се зависни од честотата, која во комбинација со [[дихроизам]], создава светли бои и ефекти на виножито. Во [[минералогија]]та, ваквите својства се познати како [[плеохроизам]], се искористуваат за идентификување на минералите со употреба на поларизациони [[микроскоп]]и. Воедно, многу од пластиките кои немаат својство на двојно прекршување на светлината ќе постанат такви кога ќе бидат изложени на [[механички стрес]], појава која е основат на [[фотоеластичност]]а.<ref name=light /> Методите каде немаме двојно прекршувачки средини, со ротација на линиската поларизација на светлинските зраци, ја вклучуваат употребата на призматични [[поларизационен ротатор|поларизациони ротатори]] кои го користат целосното внатрешно одбивање во призмите дизајнирани за колинеарна трансмисија.<ref>{{Наведена книга|author=F. J. Duarte|title=Tunable Laser Optics|publisher=Elsevier-Academic|year=2003|location=New York|pages=87–90|isbn=0-12-222696-8}}</ref>

[[File:Malus law mk.svg|right|thumb|300px|Поларизатор кој ја менува насоката на поларизираната светлина. На оваа слика, ''θ''<sub>1</sub> – ''θ<sub>0</sub>'' = ''θ<sub>i</sub>''.]]

Средините кои го намалуваат замавот при одредена поларизациони модови се наречени ''[[дихроизам|дихроични]]'', со направи кои го блокираат скоро целото зрачење од еден мод и се познати под името ''поларизациони филтри'' или само „[[поларизатор]]и“. Малиевиот закон, кој е именува според [[Етјен-Луи Мали]], вели дека кога еден совршен поларизатор е поставен пред линиски поларизиран зрак светлина, неговата јачина, ''I'', од светлината која минува низ филтерот е дадена со:

:<math> I = I_0 \cos^2 \theta_i \quad ,</math>

каде

:''I''<sub>0</sub> е почетната јачина,
:и ''θ<sub>i</sub>'' е аголот помеѓу почетната светлинска поларизациона насока и оската на поларизаторот.<ref name=light />

Светлински зрак од неполаризирана светлина може да се смета дека содржи истоветна мешавина од линиски поларизации под сите можни агли. Бидејќи просечната вредност на <math>\cos^2 \theta</math> е 1/2, коефициентот на трансмисија е од обликот:

:<math> \frac {I}{I_0} = \frac {1}{2}\quad</math>

Во примена, дел од светлината се губи во поларизаторот и моменталната трансмисија на неполаризирана светлина ќе биде намалена, околу 38% кај полароидните типови на поларизатори, но достатно повеќе (>49.9%) за некои од типот на призми со двојно прекршување.<ref name=hecht />

Покрај двојно прекршувачките и дихроизмот кои постојат во срединита, поларизационите ефекти можат да се случат и во (одбивниот) премин помеѓу два материјали со различен показател на прекршување. Овие појави се разгледуваат како [[Френелови равенки]]. Дел од бранот поминува низ средината а дел е одбиен, а односот зависи од упадниот агол и аголот на прекршување. На овој начин, во физичката оптика се воведува [[Брустеров агол]].<ref name=hecht /> Кога светлината се одбива од [[Оптика низ тенок филм|тенок филм]] на површината, интерференцијата помеѓу одбивните зраци од површината на филмот можат да создадат поларизација во одбиената проточна светлина.

=====Природна светлина=====

[[File:CircularPolarizer.jpg|right|thumb|400px|Ефектите на [[фотографски филтер#поларизатор|поларизационен филтер]] на слика опд небесниот свод. Левата слика е снимена без поларизатор. Додека пак на десната слика, филтрите се наместени да ги отстрануваат одредените поларизации на расеаната сина светлина од небесниот свод.]]

Повеќето извори на [[електромагнетно зрачење]] содржат голем број на атоми и молекули кои оддаваат светлина. Насоченоста на електричните полиња добиени при овие оддавања не се во [[статистичка поврзаност|поврзани]], и во овој случај за светлината се вели дека е ''неполаризирана''. Ако постои делумна поврзаност помеѓу оддавачите, светлината е ''делумно поларизирана''. Ако поларизацијата е постојана низ спектарот на изворот, делумно поларизирана светлина може да се опише како суперпозиција на целосно неполаризираната компонента, и оној кој е целосно поларизиран. Така но овој начин светлината може да се разгледува преку [[степен на поларизација|степенот на поларизација]], и параметрите на поларизационата елипса.<ref name=hecht />

Светлината одбиена од светликави проѕирни материјали е делумно или целосно поларизирана, освен во случајот кога светлината е нормална на површината. Токму оваа појава му овозможи на математичарот [[Етјен-Луј Мали]] да ги направи потребните мерења со кои се добиени првите математички модели на поларизираната светлина. Поларизацијата се случува кога светлината е расеана во [[земјина атмосфера|атмосфера]]. Расеаната светлина ја обезбедува бистрината и бојата на чистото [[небо]]. Оваа делумна поларизација на расеаната светлина може да се искористи при поларизациони филтри за затемнување на небесниот свод на [[фотографија|фотографиите]]. Оптичката поларизација е од важност во [[хемија]]та поради [[кружен дихроизам|кружниот дихроизам]] и [[оптичката ротација]] (''кружно двојно прекршување'') пројавено преку [[оптичка активност|оптичката активност]] и ([[хиралност (хемија)|хиралноста]]) на [[молекули]]те.<ref name=hecht />

==Современа оптика==
{{поврзано|оптичка физика|оптичко инженерство}}

''Современата оптика'' ги вклучува областите од оптичката наука и инженерство кои станаа популарни во XX век. Овие области на оптичката наука се поврзани со електромагнетните или квантните својства на светлината но вклучуваат и други теми. Голема подгранка на современата оптика, [[квантна оптика|квантната оптика]], се занимава со квантно-механичките својства на светлината. Квантната оптика не е само теориска, некои од современите направи, како што се ласерите, имаат начин на работа кои зависи од квантната механика. [[Светлосетилник|Светлосетилниците]], како што се [[фотомултипликатор]]ите и [[електромултипликатор]]ите, реагираат на еден единствен фотон. Електронските [[сликозафатник|сликозафатници]], како што се ''[[CCD]]'', кои имаат [[статички шум]] кој одговара статистички на еден единствен фото настан. [[Светлински оддавачка диода|ЛЕД]] и [[фотоволташчна ќелија|Фотоволтаичната ќелија]], не можат да бидат разјаснети без употреба на квантна механика. При проучувањето на овие направи, квантната оптика често се преклопува со [[квантна електроника|квантната електроника]].<ref>D. F. Walls and G. J. Milburn ''Quantum Optics'' (Springer 1994)</ref>

Определени области од оптичкото истражување го вклучува и тоа како светлината заемодејствува со одредени материјали како што се [[кристална оптика|кристалната оптика]] и [[метаматеријал]]ите. Други истражувања се насочени кон феноменологијата на електромагнетните бранови при [[оптички вртлог|единечна оптика]], [[несликовита оптика]], [[нелиниска оптика]], [[статистичка оптика]], и [[радиометрија]]. Дополнително, [[компјутерски инженер|компјутерските инженери]] се заинтересирани за [[фотонски интегрирани кола|интегрираната оптика]], [[машински вид|машинскиот вид]], и [[оптичко сметање|фотонското сметање]] како можни делови на следната генерација на сметачи.<ref>{{Наведена книга|author=Alastair D. McAulay|title=Optical computer architectures: the application of optical concepts to next generation computers|url=http://books.google.com/books?id=RuRRAAAAMAAJ|accessdate=12 July 2012|date=16 January 1991|publisher=Wiley|isbn=978-0-471-63242-9}}</ref>

Денес, науката која се занимава само со оптичките појави се нарекува оптичка наука или [[оптичка физика]] за да се разликува од применетите оптички науки, кои се познати како [[оптичко инженерство]]. Најпознати гранки на оптичкото инженерство се [[осветлување|осветлувачко инженерство]], [[фотоника]] и [[оптоелектроника]]та со практична примена во [[дизајн на оптички леќи|дизајн на леќи]], [[изработка и тестирање на (оптички компоненти)|изработка и тестирање на оптичките компоненти]] и [[обработката на слики]]. Некои од овие полиња се преклопуваат, со измислени граници меѓу термините кои во различните делови на светот имаат различна примена во областите на индустријата. Професионално здружение на истражувачи од областа на нелиниската оптика доживува подем поради напредокот во последните неколку децении на [[ласер|ласерската технологија]].<ref>{{Наведена книга|title=The principles of nonlinear optics|author=Y. R. Shen|publisher=New York, Wiley-Interscience|year=1984|isbn=0-471-88998-9}}
</ref>

===Ласери===
{{поврзано|ласер}}

[[File:Military laser experiment.jpg|thumb|Опитите при кои се користат високоенергетски [[ласер]]и како овој на сликата се дел од современото оптичко истражување.]]

Ласерот е направа која оддава светлина (електромагнетно зрачење) низ процес наречен ''[[потикната емисија]]''. Поимот ''ласер'' е [[акроним]] за ''Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation''(светлински засилено потикнато оддавање на зрачење).<ref>{{Наведена мрежна страница|accessdate=2008-05-15|url=http://dictionary.reference.com/browse/laser|title=laser|publisher=Reference.com}}</ref> Ласерската светлина е просторно [[истофреквентност (физика)|истофеквентна]], што значи дека или светлината е оддадена во тенок сноп, [[скршнување на зракот|мало скршнување на зракот]], или пак претставува еден единствен зрак со помош на оптички делови како што се [[леќи (оптика)|леќите]]. Бидејќи [[микробран]]овиот сродник на ласерот, е ''масерот'', кој е првично развиен, како направба која оддава микробранови и [[радио честота|радио]] фрквенции и најчесто се наречени ''масери''.<ref>[http://nobelprize.org/physics/laureates/1964/townes-lecture.pdf Charles H. Townes – Nobel Lecture]. nobelprize.org</ref>

[[File:The VLT’s Artificial Star.jpg|thumb|left|[[многу голем телескоп|МГТ]]овиот ласерски воден ѕвездобарач.<ref>{{наведени вести|title=The VLT’s Artificial Star|url=http://www.eso.org/public/images/potw1425a/|accessdate=25 June 2014|work=ESO Picture of the Week}}</ref>]]

Првиот ласер е пуштен во работа на 16 мај 1960 година од страна на [[Теодор Мајман]] при [[Истражната лабораторија Хјус]].<ref>{{Наведена мрежна страница|accessdate=2008-05-15|url=http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/284158_townes.html|title=The first laser|publisher=University of Chicago|author=C. H. Townes}}</ref> Кога најпрвин се појавиле ласерите ги нарекувале „решение што бара проблем“.<ref>{{Наведена книга|title=A Century of Nature: Twenty-One Discoveries that Changed Science and the World|author=C. H. Townes|authorlink=Чарлс Хард Таунс|department=The first laser|url=http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/284158_townes.html|editor= Laura Garwin and Tim Lincoln|publisher=University of Chicago Press|year=2003|pages=107–12|isbn=0-226-28413-1|accessdate=2008-02-02}}</ref> Од тогаш, ласерите постанаа мулти-милјардерска индустрија, наоѓајќи примена во илијадници уреди. Првата примена на ласерот во секојдневниот живот на граѓаните беше во супермаркетите како читачи на [[баркод]]ови, и тоа во далечната 1974 година.<ref>[http://www.denso-wave.com/en/adcd/fundamental/barcode/index.html What is a bar code?] denso-wave.com</ref> Ласерските оптички читачи, беа воведени во 1978 година, и беа првиот потрошувачки производ кој вклучуваше ласер, но [[компактен диск|компактните дискови]] беа првите уреди со ласери кои беа навистина присутни во секој дом почнувајќи од 1982 година.<ref name=BBC6950933>{{наведени вести|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6950933.stm|title=How the CD was developed
|publisher=BBC News|date=2007-08-17|accessdate=2007-08-17}}</ref> Овие направи за [[оптички складирач|оптичко складирање]] користат [[полупроводнички ласер]]и чии снопови се со дебелина помала од милиметар за да ги отсликуваат податоците кои се нанесени на површината на дискот. [[фибер оптичка комуникација|Фибер оптичката комуникација]] се заснова на ласерите кои ги пренесуваат големите количества на податоци со брзината на светлината. Други примени на ласерите се [[ласерски печатач|ласерските печатачи]] и [[ласерски покажувач|ласерските покажувачи]]. Ласерите наоѓаат примена и во медицината [[бескрвна хирургија]], [[операција на око]] и [[ласерска зафатна микродисекција]] и воени примени како на пример [[летачки ласер (Boeing YAL-1)|ракетно одбранбен систем]], [[DIRCM|Електрооптички контрамерки (EOCM)]], и [[LIDAR]]. Ласерите имаат примена и кај [[холограм]]ите, [[ласерска графика|ласерската графика]], [[ласерско светлинско приказание]] и [[ласерско отстранување на влакна]].<ref>{{Наведена книга|author=J. Wilson and J.F.B. Hawkes|year=1987|title=Lasers: Principles and Applications, Prentice Hall International Series in Optoelectronics|publisher=Prentice Hall|isbn=0-13-523697-5}}</ref>

===Капица-Дираков ефект===

[[Капица-Дираков ефект]] е појава која предизвикува сноповите на честички да се расцепкуваат кога ќе наидат на статичен бран светлина. Светлината може да се искористи за подредување на материјата со користење на различни појави (Видете [[оптички штипки]]).

==Примена==

Оптиката е дел од секојдневниот живот. Примената на [[виден систем|видниот систем]] од страна на еволуцијата ја прикажува улогата која ја зазема оптиката во наукат за едно од [[чувство|петте чувства]]. Многу луѓе имаат корист од [[очила]]та или пак [[контактни леќи|контактните леќи]], и оптиката е значајна за функционирањето на многу потрошувачки производи како што се [[камера|камерите]]. Виножитата и [[фатаморгана|фатаморганите]] се примери за оптички појави. [[оптичка комуникација|Оптичката комуникација]] обезбедува структура за [[семрежје]]то и модерната [[телефонија]].

===Човечко око===

{{Главна|човечко око|фотометрија (оптика)}}

[[File:Eye-diagram no circles border.svg|300px|thumb|right|Модел на човековото око. Деловите спомнати во овој натпис се: 3. [[цилијарен мускул]], 6. [[зеница]], 8. [[рожница]], 10. [[очна леќа]], 22. [[оптички живец]], 26. [[јамка]], 30. [[мрежница]]]]

Човековото око функционира на начин кој ја сосредоточува светлината на слој од [[фотоосетливи клетки]] наречени [[мрежница]], и го образуваат позадинскиот дел од окото. Изострувањето на сликата се постигнува со помош на голем број на проѕирни средини. Светлината која влегува во окото поминува низ [[рожница]]та која и воеоедно ја обезбедува оптичката моќ на окото. Светлината продолжува да се движи низ течноста зад рожницата или во [[предна комора|предната комора]], па потоа да помине низ [[зеница]]та. Светлината поминува низ [[леќа (анатомија)|леќа]]та, која ја изострува сликата уште подетално и го овозможува приспособувањето на жариштето. Потоа светлината минува низ главната течност во окото или [[стаклесто тело|стаклестото тело]], и пристигнува до мрежницата. Клетките на мрежницата се во заднината на окото, освен на местото каде се поврзува [[оптичкиот живец]], ова дејство создава [[слепа точка (вид)|слепа точка]].

Постојат два вида на фотовосприемателни клетки, стапчиња и конуси, кои се осетливи на најразлични својства на светлината.<ref name=eyeoptics>{{Наведена книга|author=D. Atchison and G. Smith|title=Optics of the Human Eye|year=2000|isbn=0-7506-3775-7|publisher=Elsevier}}</ref> Стапчињата се осетливи на јачината на светлината низ широк спектар на честоти, и се одговорни за [[ноќен вид|црно-бело гледање]]. Стапчињата не се присутни во [[јамка]]та, областа од мрежницата задолжена зна централниот вид, и не се задолжени како конусите за просторната и временската промена на светлината. Но на број имаме, дваесет пати повеќе стапчиња од конуси по целата површина на мрежницата. Поради големата распостранетост, стапчињата се одговорни за [[периферниот вид]].<ref name="Kandel">{{Наведена книга|author=E. R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessell|title=Principles of Neural Science|edition=4|year=2000|publisher=McGraw-Hill|place=New York|isbn=0-8385-7701-6| pages=507–513}}</ref>

За споредба, конусните клетки се помалку осетливи на севкупната јачина на светлината, но ги имаме три вида кои се осетливи на различни честоти и се задолжени за восприемањето на [[боја]] и [[дневно гледање|дневното гледање]]. Конусните клетки се доста густо насобрани на јамката и поседуваат висока острина, што би значело дека тие поседуваат подобра просторна разделна моќ отколку стапчестите клетки. Бидејќи конусите не се осетливи на затемнетост како што се стапчињата, за [[ноќно гледање|ноќниот вид]] се задолжени стапчињата. На сличен начин, бидејќи конусите се во јамката, преку централното гледно поле (читање, прецизни работни изведби или пак внимателно истражување на предметите) се врши со помош на конусите.<ref name="Kandel" />

[[цилијарни мускули|Цилијарните мускули]] околу леќата овозможуваат окото да ја изострува сликата. Овој процес е познат како [[приспособување (око)|приспособување]]. [[Пресбиопија]] и [[далечна точка]] ги објаснуваат најблиското и најдалечното растојание до кое окото гледа еден предмет во изострено жариште. За лице со нормален вид, далечната точка е во бесконечност. За блиската точка на гледање далечината зависи од можноста намускулите да ја закриват леќата, и колку леќата станува непроменлива со текот на стареењето. [[Оптометрист]]ите, [[офталмолог|офталмолозите]] и [[оптичар]]ите го земаат за вредност најблиското растојание на кое може да се прочита одреден текст или приближно околу 25 см.<ref name=eyeoptics />

Дефектите на видот можат да се објаснат со користање на оптички принципи. Како што луќето стареат, леќата станува покрута и точката на блиско гледање се оддалечува од окото, состојба позбната како [[пресбиопија]].Слично, луѓето кои страдаат од [[далекувидост]] не можат да го намалат жаришното растојание на нивните леќи за да се овозможи изострена слика на мрежницата од предметот кој го гледаат. Слично, луѓето кои не можат да го зголемат жаришното растојание доволно за да ги гледаат јасно далечните предмети страдаат од [[кусогледост]] и имаат далечна точка на гледање која е покуса од бесконечност. Состојбата позната како [[астигматизам]] е состојбата кога рожницата не сферична, туку е повеќе закривена во една насока. Ова предизвикува хоризонтално развлекување на предметите и истите се изоструваат на различни меата во мрежницата, за разлика од водорамните предмети и поради ова се добиваат матни слики.<ref name=eyeoptics />

Сите овие состојби можат да се исправат со употреба на [[корективна леќа|корективни леќи]]. За пресбиопијата и далекувидоста, се користат собирни леќи кои ја обезбедуваат потребната закривеност за да се доведе предметот поблиску до окото, додека пак за кусогледоста се употребуваат растурни леќи со што се овозможува гледање во бесконечноста. Астигматизмот се исправа со употреба на [[цилиндер (геометрија)|цилиндрични]] леќи кои се закривуваат повеќе на една страна во однос на другата, со што се надоместува за дефектот на рожницата.<ref name=lensdesign>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.opticampus.com/cecourse.php?url=lens_design/&OPTICAMP=f1e4252df70c63961503c46d0c8d8b60|title=Ophthalmic Lens Design|author=D. Meister|work=OptiCampus.com|accessdate=November 12, 2008}}</ref>

Оптичката моќ на корективните леќи се мери во [[диоптер|диоптри]], вредност која е еднаква на реципрочната вредност од жаришното растојание мерено во метри, со позитивно жаришно растојание за собирните леќи и негативно жаришно растојание за растурните леќи. За леќите со кои се исправа астигматизмот се запишуваат три броеви: еден за сферичната моќ, еден за цилиндричната моќ и еден за аголното насочување на астигматизмот.<ref name=lensdesign />

====Визуелни ефекти====
{{поврзано|оптички илузии|перспектива (графика)}}

[[File:Ponzo illusion.gif|right|thumb|Понзовата илузија се заснова на фактот дека паралелните линии делуваат како да се спојуваат во бесконечноста.]]

Оптичките илузии се одликувани со [[видно восприемање|видно-восприемни]] слики кои се разликуваат од реалноста. Информациите собрани од страна на окото се обработуваат во мозокот при што се добива [[восприемање]] кое е поразлично од предметот кој се гледа. Оптичките илузии можат да бидат предизвикани од најразлични појави како што се физичките ефекти кои создаваат слики кои се поразлични од предметите кои се прикажани, физиолошките ефекти како претерано поттикнување (на пример со светлина, закосеност, боја, движење), и мисловните илузии каде мозокот и окото се спојуваат предизвикуваатм [[несвесна заклучок|несвесни заклучки]].<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.livescience.com/strangenews/080602-foresee-future.html|title=Key to All Optical Illusions Discovered|author=J. Bryner|publisher=LiveScience.com|date=2008-06-02}}</ref>

Спознајните илузии вклучуваат илузии кои потекнуваат од несвесната злоупотреба на некои оптички принципи. На пример, [[Ејмсова соба]], [[Херингова илузија|Херинг]], [[Милер-Лајерова илузија|Милер-Лајер]], [[Орбинсова илузија|Орбинсон]], [[Понзова илузија|Понзо]], [[Сандерова илузија|Сандер]] и [[Вундтова илузија|Вундтови илузии]], сите овие илузии се засноваат на наметнатото мислење за изглдедот кои се заснова на линии кои во далечината или се збираат или се растураат, на ист начин како и паралелен сноп на светлина изгледа како да се спојуваат во некоја точка во дводимензионалните слики.<ref>[https://web.archive.org/web/20060212072618/http://mathdl.maa.org/convergence/1/ Geometry of the Vanishing Point] at</ref> Ова наметнато согледување е виновно и за познатата [[месечева илузија]] каде Месечината, иако ја има истата аголна големина, наликува достатно поголема блиску до [[хоризонт]]от отколку кога е во [[зенит]]от.<ref>[http://facstaff.uww.edu/mccreadd/ "The Moon Illusion Explained"] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20151204212728/http://facstaff.uww.edu/mccreadd/ |date=2015-12-04 }}, Don McCready, University of Wisconsin-Whitewater</ref> Оваа илузија му била страсна опсесија на [[Птоломеј од Александрија|Птоломеј]] што тој неточно ја поврзал со атмосферското прекршување кога ја опишувал во своите дела, ''[[Оптика (Птоломеј)|Оптика]]''.<ref name=Ptolemy />

Други видови на оптички илузии го искористуваат ефектот кој настанува при расеани шеми кои го залажуваат умот да гледа симетричност и асиметричност која не постои. Примери за вакви илузии се [[кафетерсики ѕид (илузија)|кафетериски ѕид]], [[Еренштајнова илузија|Еренштајн]], [[Фрејзерова спирална илузија|Фрејзерова спирала]], [[Погендорфова илузија|Погендорф]] и [[Целнерова илузија|Зелнерови илузии]]. Поврзани, но не баш илузии, се шемите кои се добиваат со повеќе кратно преклопување на повторливи структури. На пример [[проѕирност|проѕирни]] ткива со решеткаста структура проуизведуваат форми познати како [[муарова шема|муарови шеми]], додека пак преклопувањето на повторливи шеми од паралелни обени линии или криви создаваат т.н. [[муарови линии|муарови линиски]] шеми.<ref>{{Наведена книга|title=Energy Minimization Methods in Computer Vision and Pattern Recognition|author=A. K. Jain, M. Figueiredo, J. Zerubia|publisher=Springer
|year=2001|url = http://books.google.com/?id=yb8otde21fcC&pg=RA1-PA198|isbn=978-3-540-42523-6}}</ref>

====Оптички инструменти====
{{поврзано|оптички инструменти}}

[[File:Table of Opticks, Cyclopaedia, Volume 2.jpg|thumb|right|300px|Цртежи од најразлични оптички инструменти од 1728 година ''[[Циклопедија, или пак Сеопфатен Речник на Уметноста и Науките|Циклопедија]]'']]

Единечните леќи имаат најразлични примени како што се [[објектив]]ите, корективните леќи и [[лупа|лупите]] додека единечните огледала се користат кај [[параболичен рефлектор|параболичните рефлектори]] и [[ретровизор]]ите. Со комбинирање на одреден број на огледала, призми и леќи се добиваат компактни оптички инструменти кои имаат практична примена. На пример, [[перископ]]от се состои од две рамни огледала подредени така што овозможуваат гледање преку одредени препреки. Најпознатиот оптички инструмент во науката е [[оптичкиот микроскоп|микроскоп]]от и [[оптички телескоп|телескоп]]от инструменти кои се измислени од страна на Холанѓаните во доцниот XVI век.<ref name=instrument>{{Наведена книга|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0-201-52981-5|department=36|publisher=Cornell University}}</ref>

Микроскопите првично беа направени со две леќи: [[објектив]] и [[окулар]]. Леќата на објективот е всушност лупа и беше со многу мало [[жаришно растојание]], додека пак окуларот имал поголемо жаришно растојание. На овој начин е постигато зголемувањето на малите предмети. Општо земено, потребен е дополнителен извор на осветлување бидејќи зголемените слики се затемнети поради [[зачувување на енергијата|зачувувањето на енергијата]] и расејувањето на зраците на поголема површина. Современите микроскопи, познати и како ''компактни микроскопи'' имаат многу леќи (вообичаено четири) за да се добие најсоодветната функционалност стабилност и зголемување на сликата.<ref name=instrument /> Сосема поинаков вид нана микроскоп е [[споредбен микроскоп|споредбениот микроскоп]], се споредуваат слики една до друга и се добива [[стереоскопија|стереоскопски]] [[бинокуларен вид|двоглед]], гледање кое изгледа тридимензионално кога се користи од страна на луѓето.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.microscopyu.com/articles/stereomicroscopy/stereointro.html|title=Introduction to Stereomicroscopy|author=P. E. Nothnagle, W. Chambers, M. W. Davidson|publisher=Nikon MicroscopyU}}</ref>

Првите телескопи, наречени ''[[рефракторен телескоп|рефректорни телескопи]]'' беа состевени исто така од еден објектив и еден окулар. Во споредба со микроскопот, леќата на објективот на телескопот била изработена со големо жаришно растојание за да се избегнат оптичките недостатоци. Објективот се насочува на далечен предмет во сопствената жариште, која пак е во подреденост со жариштето на окуларот кој има покусо жаришно растојание. Главната цел на телескопот не е зголемувањето, туку збирањето на светлината кое зависи офд големината на објективот. Па затоа, телескопите се означуваат по големината на пречникот на нивниот објектив наместо по можноста за зголемување која може да се менува со замена на окуларите. Бидејќи зголемувањето на телескопот е еднакво на жаришното растојание на објективот поделен со жаришното растојание на окуларот, окуларите со помали жаришни растојанија овозможуваат поголеми зголемувања.<ref name=instrument />

Бидејќи изработката на леќи е потешко отколку изработката на огледала, најсовремените телескопи се наречени ''[[рефлекторен телескоп|рефлектирачки телескопи]]'', т.е. телескопи кои користат огледала наместо леќи. Истите оптички законитости важат и при рефлекторните телескопи, имено колку е поголемо огледалото толку повеќе светлина се собира, а зголемувањето е еднакво на жаришното растојание на огледалото поделено со жаришното растојание на окуларот. Професионалните телескопи најчесто немаат окулари туку имаат прикачен инструмент во жариштето.<ref name=instrument />

== Фотографија ==

[[File:Jonquil flowers at f32.jpg|thumb|right|300px|Фотографија сликана при отвор f/32]]
[[File:Jonquil flowers at f5.jpg|thumb|right|300px|Фотографија сликана при отвор f/5]]

Оптиката на [[фотографија]]та ги вклучува [[фотографски леќи|леќи]]те и средината во која електромагнетното зрачење е снимено, било тоа да е [[фотогерафска плоча|плоча]], [[фотографски филм|филм]] или ''[[ССD]]'' камера. Фотографите мораат да го земат предвид [[реципроцитет (фотографија)|реципроцитетот]] на апаратот и снимката запис кој се сведува на следново:

:Изложеност ∝ просторен отвор &times; време на изложеност &times; осветленсот на сцената<ref>{{Наведена книга|title=Investigations on the Theory of the Photographic Process|author=Samuel Edward Sheppard and Charles Edward Kenneth Mees|publisher=Longmans, Green and Co|year=1907|page = 214|url = http://books.google.com/?id=luNIAAAAIAAJ&pg=PA214}}</ref>

Кажано поинаку, колку е помал отворот (се добива поголема длабочина и изостреност), помалку светлина влегува, па временски потребни се подолги снимања (кои може да доведат до осветлување на сликата ако се придвижи апаратот). Пример за уоптреба на законот за реципроцитет е [[сончево 16 правило|сончевото 16 правило]] кое дава округла претпоставка за подесувањата потребни да се добие соодветна [[изложеност (фотографија)|изложеност]] при дневна светлина.<ref>{{Наведена книга|title=Mastering Black-and-White Photography|author=B. J. Suess|publisher=Allworth Communications|year=2003|isbn=1-58115-306-6|url=http://books.google.com/?id=7LaRPNINH_YC&pg=PT112}}</ref>

Отоворот на апаратот се мери со бездимензионален број наречен [[f-број]] или f-стоп, f/#, најчесто ознален со <math>N</math>, и пресметан со:

:<math>f/\# = N = \frac fD \ </math>

каде <math>f</math> е [[жаришно растиојание]] и <math>D</math> е отворот на апаратот. Соодветно, „f/#“ се зема за единичен симбол, а одредените вредности на f/# се запишани со замена на [[бројчен знак|бројчениот знак]] со одредена вредност. Два начини на кој може да се зголеми f-стоп е да се намали пречникот на влезниот отвор или да се премине на подолго жаришно растојание (во овој случај со помош на [[трансфокатор]]). Повискоките f-броеви исто така имаат поголема длабочина на полето, што се должи на приближувањето до границата на [[стеноп]]от која ги изострува сите слики совршено без разлика од растојанието, но побарува долги периоди на светлинска изложеност.<ref>{{Наведена книга|title=Basic Photography|author=M. J. Langford|isbn=0-240-51592-7|year=2000|publisher=Focal Press}}</ref>

Полето на прегледност се менува во зависност од жаришното растојание на леќата. Постојат три основни споредби засновани на односот на дијагоналната големина на филмот или матрицата со жаришното растојание на леќата:<ref name="Bruce Warren, Photography, page 71">{{Наведена книга|author=Bruce Warren |title=Photography |url=http://books.google.com/books?id=sbdGeFem1zwC&pg=PA71 |year=2001 |publisher=Cengage Learning |isbn=978-0-7668-1777-7 |page=71}}</ref>

*[[Нормална леќа|Нормални леќи]]: агол на прегледност од 50° (наречен ''нормален'' бидејќи овој агол се смета за приближно еднаков на човековиот вид <ref name="Bruce Warren, Photography, page 71"/>) и жаришно растојание приближно еднаква дијагоналат ан филмот или матрицата.<ref>{{Наведена книга|title=View Camera Technique|author=Leslie D. Stroebel|publisher=Focal Press|year=1999|isbn=0-240-80345-0|url=http://books.google.com/?id=71zxDuunAvMC&pg=PA136}}</ref> 
*[[Широкоаголна леќа|Широкоаголни леќи]]: аголот на прегледност е поголем од 60° а жаришното растојание пократка отколку кај нормалните леќи.<ref>{{Наведена книга|title=Using the View Camera|author=S. Simmons|publisher=Amphoto Books|year=1992|isbn=0-8174-6353-4|page=35}}</ref>
*[[Долгожаришна леќа|Долгожаришни леќи]]: аголот на прегледност е помал од оној кај нормалните леќи. Секоја леќа која има жаришно растојание поголемо од дијагоналат ана филмот или матрицата е долгожаришна леќа.<ref>{{Наведена книга|author=Sidney F. Ray |title=Applied Photographic Optics: Lenses and Optical Systems for Photography, Film, Video, Electronic and Digital Imaging |url=http://books.google.com/books?id=cuzYl4hx-B8C&pg=PA294 |year=2002 |publisher=Focal Press |isbn=978-0-240-51540-3 |page=294}}</ref> Најчестиот тип на долгожаришни леќи се [[телеобјектив]]ите, изработка која користи специјална оптика која е физички пократка од сопствената жаришно растојание.<ref>{{Наведена книга|url = http://books.google.com/?id=zqkdNwRxSooC&pg=PA109 |title=The New York Times Guide to Essential Knowledge|author=New York Times Staff|isbn=978-0-312-31367-8|year=2004|publisher=Macmillan}}</ref>

Современите [[трансфокатор]]и може да ги поседуваат сите горе наведени одлики.

Вредноста за времето на зависи од тоа колку [[сенситометрија|чувствителни]] на светлина се уредите кои се користат (мерена со [[светло-осетливост]]а, или, за дигиталните уреди, се изразува преку [[квантна делотворност|квантната делотворност]]).<ref>{{Наведена книга|title=Principles of Radiographic Imaging: An Art and a Science|author=R. R. Carlton, A. McKenna Adler|publisher=Thomson Delmar Learning|year=2000|isbn=0-7668-1300-2|url = http://books.google.com/?id=oA-eBHsapX8C&pg=PA318}}</ref> Раната фотографија користела уреди кои имале мала осетливост на светлина, па поради тоа времето на изложеност било многу долго дури и за многу посилно осветлени слики. Како што технологијата се подобрувала, така се зголемувала и осетливоста на уредите со филм и денешните модерни камери.<ref>{{Наведена книга|author=W. Crawford|title=The Keepers of Light: A History and Working Guide to Early Photographic Processes|year=1979|publisher=Morgan & Morgan|location=Dobbs Ferry, New York|isbn=0-87100-158-6|page=20}}</ref>

Други појави поврзани со физичката и геометриската оптика важат за оптиката на фотоапаратите. На пример, максималната раздвојна моќ на еден фотоапарат е одреден со [[дифракциона граница|дифракционата граница]] која пак е во поврзаност со големината ан отворот, приближно, негде колку и Рејлиевиот критериум.<ref>{{Наведена книга|author=J. M. Cowley|year=1975|title=Diffraction physics|location=Amsterdam|publisher=North-Holland|isbn=0-444-10791-6}}</ref>

===Атмосферска оптика===
{{поврзано|атмосферска оптика}}

[[File:Firesunset2edit.jpg|thumb|right|300px|Шареноликоста на небото се должи на расејувањето на светлината од честичките и загадувањето, како што е оваа фотографија сликана за време на зајдисонце за време на октомврсиките калифорниски пожари од 2007 година.]]

Посебните оптички својства на атмосферата предизвикуваат најразличени оптички појави. Сината боја ан небото се должи на [[Рејлиево расејување|Рејлиевото расејување]] кое ја пренасочува високочестотната (сина) светлина назад кон набљудувачот. Бидејќи сината светлина се расејува полесно од црвената светлина, Сонцето има црвена нијанса кога се набљудува низ дебела атмосфера како и при [[изгрејсонце]] или [[зајдисонце]]. И други честични материи присутни во атмосферата можат да расејуваат различни бои под различни агли со што се создаваат прекрасно обоени небесни сводови за време на изгрејсонце и зајдисонце. Расејувањето од кристалите на мраз и другите честички во атмосферата се одговорни за [[хало (оптичка појава)|хало]]то, [[небесно руменило|небесното руменило]], [[венци (метеорологија)|венците]], [[божји зраци|зраци на светлина]] и [[лажно Сонце|лажните Сонца]]. Промената на овие видови на појави се должи на различните големини на честичките и геометријата.<ref name="autogenerated1">{{Наведена книга|author=C. D. Ahrens|year=1994|title=Meteorology Today: an introduction to weather, climate, and the environment|edition=5|pages=88–89|publisher=West Publishing Company|isbn=0-314-02779-3}}</ref>

[[фатаморгана|Фатаморганите]] се оптички појави при кои светлинските зраци се закривени поради топлинските промени на показателот на прекршување на воздухот, со што се добиваат разместени и деформирани слики од далечните предмети. Други драматични ефекти поврзани со оваа оптичка појава е т.н. [[ефект на Нова Земја]] каде Сонцето изгрева порано со разместен облик. Спектакуларен облик на прекршување се случува при [[смена (метеорологија)|топлотна смена]] наречена [[Фатаморган (илузија)|фатаморгана]] при која предметите на хоризонтот или пак зад хоризонтот, како кај островите, карпите, бродовите или ледниците, кои изгледаат издолжени и издигнати, како „замоци од бајките“.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://mintaka.sdsu.edu/GF/mirages/mirintro.html|title=An Introduction to Mirages|author=A. Young}}</ref>

[[Виножито|Виножитата]] се производ на збир од внатрешното одбивање и распрскување на светлината во дождовните капки. Одбивањето на светлината од одреден број на дождовни капки создава виножито со аголна големина која се движи од 40° до 42° со црвена боја однадвор. Двојните виножита се добиени од двојните одбивања со аголна големина од 50.5° до 54° со виолетова боја однадвор. Бидејќи виножитата се набљудувани кога Сонцето е на 180° од ценатарот на виножитото, виножитата се поизразени кога Сонцето е најблиску до хоризонтот.<ref name=light />

== Поврзано ==
{{портал|Физика}}
* [[Список на изданија по физика#оптика|Важни изданија од оптиката]]
* [[Список на оптички теми]]

== Наводи ==
{{наводи|2}}

== Надворешни врски ==
;Учебници и трудови
*[http://www.lightandmatter.com/area1book5.html Оптика] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20050622052219/http://www.lightandmatter.com/area1book5.html |date=2005-06-22 }} — слободен учебник {{en}}
*[http://www.optics2001.com Optics2001] – Оптичка библиотека и заедница {{en}}
*[http://www.cvimellesgriot.com/products/Documents/TechnicalGuide/fundamental-Optics.pdf Основи на оптиката] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20130922231052/https://www.cvimellesgriot.com/Products/Documents/TechnicalGuide/fundamental-Optics.pdf |date=2013-09-22 }} {{en}}
*[http://optics.byu.edu/textbook.aspx Физика на светлината и оптиката] {{en}}
;Викикниги
{{Col-begin}}
{{Col-break|width=50%}}
*[[wikibooks:Physics Study Guide/Optics|Physics Study Guide/Optics]]
{{Col-break|width=50%}}
*[[wikibooks:Optics|Optics]]
{{Col-end}}

{{Гранки на физиката}}

{{Избрана}}

{{Нормативна контрола}}

[[Категорија:Оптика| ]]
[[Категорија:Електромагнетно зрачење]]
[[Категорија:Применета и интердициплинарна физика]]
[[Категорија:Филозофија на природата]]