光學（optics）是物理的關鍵支系課程。也是與光學工程設計有關的課程。范疇而言，光學是有關光和視見的科學研究，optics詞初期只用以跟雙眼和視見相聯絡的事情。而今日常說的光學是理論的，是研究從微波加熱、紅外感應、能見光、紫外光直至X射線和γ放射線的開闊波段范疇內的電磁波輻射的造成、散播、接受和表明，及其與化學物質相互影響的科學研究，主要研究的范疇是以紅外線到紫外線波段。它是物理的一個關鍵構成部分。
光學是研究光的個人行為和特性的物理學課程。僅是一種無線電波，在物理中，無線電波由電動力學中的麥克斯韋方程來敘述；另外，光具備波粒二象性，光的粒子性則必須用物理學來敘述。
一般把光學分為幾何圖形光學、波動光學和量子科技光學。
幾何圖形光學
從好多個由試驗獲得的基本概念考慮來研究光的傳播難題的課程。根據光源的定義和光源的映射、反射定律來敘述光在介質中散播規律性的課程。
波動光學
從僅是一種波動考慮，研究光在介質中散播規律性的課程。能用來研究光的干涉、光的衍射、光的偏振以及在各種各樣介質中散播所展現出的狀況。因為光的速度和無線電波快速傳播同樣，進而推斷光也是無線電波，這一推斷被之后全部實驗室確認。而運用幾何圖形光學個人所得的結果，一般一直波動光學在一些標準下的類似或極限。
與幾何圖形光學不一樣，波動光學不但調查直徑遠高于光波長狀況下的光的傳播全過程，并且研究一切直徑狀況下的光的傳播全過程。波動光學常常得到恰當的解，可是有時候用波動光學方式比較繁雜，因此 一般依據難題的特性來決策選用幾何圖形光學還是波動光學，或是二者兼而用之。比如，在光學儀器設備的一般光學控制系統設計中，要用幾何圖形光學方式來明確系統軟件的構造因素，但在求取太陽能遍布方式進而點評其顯像品質時，就務波動光學方式。
波動光學的理論基礎便是經典電動力學的麥克斯韋方程。光在介質中的宏觀經濟參數相對介電常數ε和導磁率μ，麥克斯韋方程中主要表現為指數。他們與全透明介質的折光率n中間有一個簡易的關聯：n=(εμ)1/2。波動光學不詳盡闡述ε和μ與物質結構的關聯，而偏重于表述光波的散播規律性。在創建ε和μ跟分子結構和分子結構中間的關聯中，研究這種內容有時候稱之為分子結構光學。波動光學可表述光在介質和各種各樣介質中散播時需隨著造成的全過程與在介質頁面周邊的主要表現；也可以表述色散現象和各種各樣介質中工作壓力、溫度、音場、靜電場和電磁場對光學狀況的危害。
盡管波動光學能對光的傳播做出令人滿意的表述，但一般不可以表明光的發送和消化吸收全過程，主要表現出經典物理的艱難。
量子科技光學
1900年，普朗克在研究黑體輻射時為了更好地從理論上計算出那時候他早已獲得的與具體相符合非常好的經驗公式定律，膽大明確提出了與經典定義相去甚遠的假定，即構成黑體字的振子的動能不可以持續轉變，只有取一份份的公司分立值：0，hv，1hv，…，nhv，在其中n為正整數，ν為振子頻率，h為普朗克常數，其數值6.626×10－34J·s。1905年，牛頓在研究光電效應時營銷推廣了普朗克的所述量子論，從而明確提出了光子的定義。他覺得太陽能并不象無線電波理論所敘述的那般把動能遍布在波陣面上，只是集中化在說白了光子的粒子上。這類粒子仍維持著頻率的定義，頻率為ν的光子具備動能hν。在光電效應中，當光子照射金屬表層 時，一次為金屬材料中的電子器件所有消化吸收，而不用磁感應理論所預估的那類積累動能的時間，電子器件把這動能的一部分用以擺脫金屬表層 對它的吸附力即作逸出功，剩下的就變為電子器件離去金屬表層 后的機械能。從而了解到一個分子或一個分子結構可以把它的動能轉化成磁場輻射源或從該在工作中得到動能，但只有以光子hν為企業來開展。
光的波動跟光（量）子的二象性是光的天性。光子、電子器件、質子、中子等外部經濟行為主體的波粒二象性是產生物理學的關鍵基本。從這類光子的特性考慮來研究光的天性及其光與化學物質相互影響的課程即稱之為量子科技光學，它的基本主要是物理學或量子科技電動力學。有關光在分子結構、分子中的造成與消退，不但是光的本質難題，還關聯到分子結構、原子的結構。從試驗上認證和從理論上闡述這類難題，是光學的一個支系，稱光譜學。
光的波動跟光（量）子的二象性是光的天性。它主要表現的宏觀世界中持續的波動和微觀世界中的不持續的量子科技，在經典物理學簡單化的機械設備定義中是相互之間抵觸的，而客觀性事實上，他們是統一的。之后不但從理論上并且也從試驗上無可置疑地證實了：但光有這類雙重性，微觀世界的化學物質，包含電子器件、質子、中子和分子，他們雖是顆粒物商品，也都是有兩者之間自身品質和速率相聯絡的波動的特點（見波粒二象性）。
所述光的量子理論推動了近現代物理的發展趨勢。除此之外，在健身運動媒質的光學狀況的研究中，十九世紀八十年代用邁克耳孫干涉儀精確測量由同一光線分為互相豎直的2個方位光的速度的差別，其數據顯示光的速度是不會改變的（見邁克耳孫－莫雷實驗），變成牛頓狹義相對論的試驗基本，這一客觀事實也是近代物理中十分關鍵的造就。因而，光學課程中的研究成效針對物理學和量子論的創建起了關鍵性的功效。所述兩高校說組成了現代物理學甚至當代科技進步的理論基礎。
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