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Da Licht nur der sichtbare Teil des elektromagnetischen Spektrums ist, können viele Gesetzmäßigkeiten und Verfahren der klassischen Optik auch neue Arbeitsgebiete übertragen werden. Hierzu zählen neben der Röntgenoptik auch Anwendungen im ultravioletten, infraroten und sogar Bereich der Radiowellen. Neben der Lichtoptik hat sich seit dem 20. Jahrhundert auch das Gebiet der Optik der geladenen Teilchen (z.B. Elektronen) entwickelt.
Daneben sind die nichtlineare Optik sowie die Quantenoptik von theoretischem und technischem Interesse.
Im Unterschied zur Optik als Teilbereich der Physik zählt die Technische Optik zu den Ingenieurwissenschaften. Sie beschäftigt sich mit dem Design, der Auslegung und der Fertigung optischer Systeme.
Linsen, Spiegel, Prismen und Beugungsgitter sind beliebte Arbeitsinstrumente der Optik.
Die Gesetze der Optik finden zahlreiche Anwendungen, z.B.
| Table of contents |
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2 Teilbereiche der Optik 3 Optische Geräte 4 Siehe auch |
Das optische Empfangsorgan des Menschen ist das Auge.
Dieses wandelt Lichtinformation in Nervenimpulse um.
Die physiologische Optik befasst sich mit der Optik und dem Aufbau des Auges.
In der Medizin spricht man bei der das Auge betreffenden Medizin von der Augenoptik.
Man unterscheidet zwei grundsätzliche Zugänge zur Lichtausbreitung, die sich allerdings in vielen Bereichen überschneiden: Die geometrische Optik und die Wellenoptik.
Die Tatsache, dass Licht zwei in der Anschauung einander widersprechende Eigenschaften besitzt, wird auch als Welle-Teilchen-Dualismus bezeichnet.
In der geometrischen Optik wird Licht durch idealisierte Strahlen approximiert.
Der Weg des Lichtes, etwa durch ein optisches Instrument, wird durch Verfolgen des Strahlenverlaufs konstruiert.
Das Snelliussche Brechungsgesetz beschreibt die Brechung des Lichtes an transparenten Grenzflächen (Linsen, Prismen).
An Spiegeln gilt die Regel, dass der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel gleich ist.
Mittels dieser Methode lassen sich Abbildungen, bespielsweise durch Linsen, oder Linsensysteme (Mikroskop, Teleskop) bestimmen.
Im Rahmen der geometrischen Optik kann auch die teilweise Reflexion an transparenten Objekten behandelt werden. Ein Beispiel ist, dass die eigene Reflexion unter geeigneten Bedingungen in einer Fensterscheibe sichtbar ist. Der Extremfall tritt ein, wenn unter sehr flachem Einfallswinkel Totalreflexion an einer transparenten Grenzfläche auftritt.
Wenn die Welleneigenschaft des Lichtes relevant ist, findet man Interferenz zwischen einander überlagernden Wellenfronten.
Licht, das sich durch kleine Spalten oder an Kanten entlang ausbreitet zeigt Beugung.
Die Wechselwirkung von Licht mit wirklichen (d. h. nicht idealisierten) Oberflächen ist für die optische Wahrnehmung des Menschen bedeutsam, ist aber bislang nur unvollständig verstanden.
Bedeutsam ist die Remission, also die Absorption eines Teil des Lichts sowie die Reflexion, Transmission bzw. Streuung des restlichen Spektralanteils.
Manche Oberflächen, wie etwa die menschliche Haut, sind in den obersten Hautschichten teilweise transparent, so dass optisch keine reflektierende Fläche sondern eine reflektierende Schicht vorliegt.
Eine abstrakte Beschreibung der optischen Vorgänge an derartigen Oberflächen ist kompliziert, und einer der Gründe, dass (etwa mittels Raytracing) konstruierte Bilder künstlich wirken.
Siehe auch: Brillouin-Streuung, Dispersion, Opazität
Das menschliche Auge
Teilbereiche der Optik
Geometrische Optik
Wellenoptik
Oberflächenphänomene
Optische Geräte
Siehe auch
Als Optik bezeichnet man auch die Summe aller optischen Bauteile eines optischen Gerätes.