Vidi kôd stranice Optika

[[datoteka:Double-alaskan-rainbow.jpg|mini|250px|Dvostruka [[duga]].]]

[[datoteka:Light dispersion of a mercury-vapor lamp with a flint glass prism IPNr°0125.jpg|mini|desno|250px|Optika proučava i [[disperzija (optika)|disperziju svjetlosti]].]]

[[datoteka:Fényvisszaverődés.jpg|mini|desno|250px|[[Refleksija]]: zraka [[svjetlost]]i koja pada na neku [[ravnina|ravninu]] reflektira se tako da je upadni kut ''α'' jednak kutu refleksije ''β'', a upadna i reflektirana (odbijena) zraka leže u istoj ravnini.]]

[[datoteka:Fénytörés.jpg|mini|desno|250px|[[Refrakcija]] ili [[lom svjetlosti]] je skretanje svjetlosnih zraka pri prijelazu iz jednoga sredstva u drugo zbog razlike u brzini širenja valova u različitim sredstvima.]]

[[datoteka:Wavelength=slitwidthspectrum.gif|mini|desno|250px|Prikaz [[ogib]]a ili [[difrakcija|difrakcije]] kada je otvor na zapreci jednak [[valna duljina|valnoj duljini]] [[val]]a.]]

[[datoteka:Interferenz.jpg|mini|desno|250px|[[Interferencija valova|Interferencija]] dvaju kružnih [[val]]ova.]]

[[datoteka:LASER.jpg|mini|desno|250px|[[Pokus]] s [[laser]]skom zrakom.]]

[[datoteka:Rayleigh scattering after sunset at 500m altitude-2008.jpg|mini|desno|250px|[[Rayleighovo raspršenje]] jače je nakon zalaska Sunca. Ono uzrokuje plavu nijansu neba u toku dana i crvenu boju Sunca kod zalaska.]]

[[datoteka:Misc pollen.jpg|mini|desno|250px|[[Pelud]]i snimljeni skenirajućim [[elektronski mikroskop|elektronskim mikroskopom]].]]

'''Optika''' (prema [[Grčki jezik|grč]]. ''ὀπτιϰὴ [τέχνη]'': [znanost] o vidu) je grana [[fizika|fizike]] koja se bavi svojstvima i širenjem [[svjetlost]]i, te međudjelovanjem svjetlosti i [[tvar]]i. Svjetlošću se naziva [[elektromagnetsko zračenje]] koje se sastoji od vidljivoga dijela [[Spektar (fizika)|spektra]] elektromagnetskih valova s rasponom [[valna duljina|valnih duljina]] od 380 do 780 [[metar|nm]], koje ljudsko oko razlikuje kao [[Boja|boje]], od ljubičaste s najmanjom do crvene s najvećom valnom duljinom. U širem smislu, optika se bavi i [[Infracrveno zračenje|infracrvenim]], [[Ultraljubičasto zračenje|ultraljubičastim]], a djelomice i [[Rendgenske zrake|rendgenskim zračenjem]]. [[Klasična fizika|Klasična se optika]] dijeli na geometrijsku i valnu (fizikalnu) optiku, dok su novije grane nelinearna, neslikovna i kvantna optika.<ref> '''optika''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=45342] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref> Neke pojave u optici ovise o kvantnoj prirodi svjetlosti što optiki povezuje i s [[kvantna mehanika|kvantnom mehanikom]]. U praksi se ipak većina pojava može objasniti elektromagnetskom prirodom svjetlosti koja je opisana [[Maxwellove jednadžbe|Maxwellovim jednadžbama]]. Primijenjena optika se bavi konstrukcijom i optimizacijom optičkih elemenata, sustava i naprava kao što su [[leća (optika)|leće]], [[zrcalo|zrcala]], [[prizma (optika)|prizme]], [[objektiv]]i, [[okular]]i, [[mikroskop]]i, [[teleskop]]i.

== Povijest ==
Optika se proučavala već u starom vijeku. O njoj je pisao [[Euklid]], a značajno djelo objavio je [[Klaudije Ptolemej|Ptolemej]] u 2. stoljeću. Nakon 1500. godine njome su se bavili [[Galileo Galilei|G. Galilei]], [[Johannes Kepler|J. Kepler]], [[Christiaan Huygens|C. Huygens]], [[Robert Hooke|R. Hooke]], [[Isaac Newton|I. Newton]] i drugi. Newton je eksperimentirao s rastavljanjem svjetlosti na boje, te izložio teoriju po kojoj je svjetlost sastavljena od čestica ([[korpuskularna teorija]]). Djelomičan razlog za sporo prihvaćanje [[valna teorija|valne teorije svjetlosti]], koju su zastupali Huygens i Hooke, bio je i Newtonov autoritet. Hrvatski [[fizičar]]i [[Markantun de Dominis|M. de Dominis]], [[Marin Getaldić|M. Getaldić]] i [[Ruđer Bošković|R. Bošković]] dali su mnoštvo izvornih doprinosa optici svojega doba. U 19. stoljeću valna je teorija potpuno prevladala, okrunjena egzaktnom teorijom [[Elektromagnetizam|elektromagnetizma]] [[James Clerk Maxwell|J. C. Maxwella]] 1864. [[Albert Einstein|A. Einstein]] je 1905. postavio hipotezu o [[Dualizam (fizika)|dvojnoj prirodi svjetlosti]]. Ta dva suprotstavljena gledišta, valni i čestični, usklađena u jedinstvenu sliku, dovela su do razvoja [[kvantna fizika|kvantne fizike]]. Godine 1917. Einstein je protumačio stimuliranu emisiju svjetlosti i otvorio put razvoju [[laser]]a i nelinearne optike.

== Podjela optike ==

=== Geometrijska optika ===
U geometrijskoj optici zanemaruje se valna priroda svjetlosti, a temeljni je pojam svjetlosna zraka. U nekom sredstvu [[svjetlost]] može biti djelomično ili potpuno [[Apsorpcija (razdvojba)|apsorbirana]] (upijena) ili transmitirana (propuštena), a na granici sredstava [[Refleksija|reflektirana]] (odbijena) ili pak podliježe refrakciji (lomu). Osnovni su zakoni geometrijske optike zakon pravocrtnoga širenja svjetlosti, zakon neovisnosti svjetlosnih zraka, [[zakon refleksije]] i zakon loma ([[Snelliusov zakon]]). [[Osvijetljenost]] plohe povećava se ako na nju pada svjetlost iz dvaju ili više izvora. Pri refleksiji (odbijanju) svjetlosti upadni je kut jednak kutu refleksije, a upadna i reflektirana zraka leže u istoj ravnini, okomitoj na plohu refleksije. Lom ([[refrakcija]]) svjetlosti zbiva se pri prijelazu iz jednog optičkoga sredstva u drugo, a upadni kut ''α<sub>1</sub>'' i kut loma ''α<sub>2</sub>'' povezani su [[Snelliusov zakon|Snellovim zakonom loma]]: 

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

gdje je: ''n'' - [[indeks loma]] (refrakcija). Pri prijelazu iz optički rjeđeg u optički gušće sredstvo zraka se istodobno i lomi i reflektira. Zakon loma očituje se kod planparalelne ploče (pomaknuta slika), [[optička prizma|optičke prizme]] (na primjer otklon upadne zrake) i leće (na primjer kod [[mikroskop]]a i [[dalekozor]]a). Svojstva [[Leća (optika)|leće]] iskazuje jednadžba:

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

gdje je: ''S<sub>1</sub>'' - udaljenost predmeta od leće, ''S<sub>2</sub>'' - udaljenost slike od leće, a ''f'' - [[žarišna duljina]], pozitivna za sabirne, a negativna za rastresne leće. Slika predmeta koju stvara leća može biti uvećana ili umanjena, realna ili virtualna, te uspravna ili obrnuta. Zraka koja iz optički gušćega sredstva indeksa loma ''n<sub>2</sub>'' pada na granicu s optički rjeđim sredstvom indeksa loma ''n<sub>1</sub>'', pod kutom većim od graničnoga: 

:<math> \sin\theta_g = \frac{n_2}{n_1}</math>

u potpunosti se reflektira. To je '''totalna refleksija'''. Ona omogućuje obrtanje slike u različitim optičkim sustavima, a čini i osnovni mehanizam širenja svjetlosti kroz [[Optičko vlakno|optička vlakna]] ([[svjetlovod]]e).

=== Valna optika ili fizikalna optika ===
'''Valna optika''' ili '''fizikalna optika''' tretira [[svjetlost]] kao [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetski val]], koji se u [[vakuum]]u širi [[brzina svjetlosti|brzinom svjetlosti]] (''c'' = 3 · 10<sup>8</sup> [[Metar u sekundi|m/s]]), a u optičkom sredstvu [[indeks loma|indeksa loma]] ''n'' [[brzina|brzinom]] ''v'': 

:<math> v = \frac{c}{n}</math>

U [[vakuum]]u, za [[valna duljina|valnu duljinu]] ''λ'' i [[frekvencija|frekvenciju]] [[val]]a ''f'' vrijedi: 

:<math> c = \lambda \cdot f </math>

Valna duljina u nekom sredstvu je: 

:<math> \lambda_1 = \frac{\lambda}{n}</math>

Širenje svjetlosti prikazuje se s pomoću valne fronte. Prema [[Huygensovo načelo|Huygensovu načelu]], svaka točka na valnoj fronti izvor je novoga vala. U području vrlo malih valnih duljina valna se optika svodi na geometrijsku, a zrake svjetlosti okomite su na valnu frontu. 

Svjetlost je [[Monokromator|monokromatska]] ako je zastupljena samo jedna valna duljina, a polikromatska ako sadrži diskretni niz valnih duljina (na primjer svjetiljke s razrijeđenim plinom) ili kontinuirani spektar ([[Sunčeva svjetlost]] ili [[žarulja]] s užarenom niti). 

Valna priroda svjetlosti dokazuje se pokusima s [[Interferencija valova|interferencijom]] i [[ogib]]om ([[difrakcija]]). Interferencija nastaje kada u istu točku pada svjetlost iz dvaju izvora. Ako se postigne stojni val (samo s pomoću [[Koherencija|koherentnih]] izvora svjetlosti), dva snopa svjetlosti mogu se poništiti ili pojačati, što se na [[zaslon]]u vidi kao svijetla ili tamna pruga. Ogib ili difrakcija pojava je skretanja svjetlosti iza zapreke, tako da predmeti obasjani svjetlošću ne bacaju oštru sjenu. Niz bliskih uskih pukotina tvori [[optička rešetka|optičku rešetku]]. [[Disperzija (optika)|Optička disperzija]] razlaganje je svjetlosti na [[boja|boje]]. Bijela se svjetlost može rastaviti lomom na optičkoj prizmi. Za manje valne duljine indeks loma je veći, pa se ljubičasta svjetlost otklanja najjače, a crvena najmanje. Pojava [[duga|dúge]] primjer je disperzije svjetlosti prouzročene [[Refrakcija|lomom]] i totalnom [[refleksija|refleksijom]] na kapljicama vode u [[zrak]]u. Preciznije razdvajanje različitih valnih duljina omogućuje [[optička rešetka]].

=== Nelinearna optika ===
'''Nelinearna optika''' bavi se izvorima visoko [[Koherencija|koherentne]] [[laser]]ske svjetlosti koji proizvode usmjerene svjetlosne snopove velike [[snaga|snage]], što uzrokuje nelinearne učinke. Obična svjetlost na putu kroz optičko sredstvo mijenja stazu, ali ne i frekvenciju, dok nelinearnost pri međudjelovanju svjetlosti s tvari može prouzročiti i promjenu [[frekvencija|frekvencije]].

=== Neslikovna optika ===
'''Neslikovna optika''' proučava svjetlost u prijenosu. Ona se ne bavi složenim pojavama nastanka svjetlosti i međudjelovanja s tvari, već se usredotočuje na sprječavanje rasapa snopa te gubitaka [[energija|energije]] tijekom prijenosa pa, primjerice, istražuje kakvi oblici [[svjetlovod]]a dovode do kaotičnih [[refleksija]] i gubitaka snage u prijenosu.

=== Elektronska optika ===
{{glavni|Elektronska optika}}

'''Elektronska optika''' je grana [[fizika|fizike]] koja se bavi upravljanjem snopom [[elektron]]a s pomoću [[električno polje|električnoga]] i [[magnetsko polje|magnetskoga polja]] te konstrukcijom [[elektronika|elektroničkih uređaja]] poput optičkih. Djelovanje tih polja na elektronski snop na maloj udaljenosti od njihovih [[os]]i slično je djelovanju [[Leća (optika)|optičkih leća]], [[zrcalo|zrcala]] i [[Prizma (optika)|prizmi]] na snop [[svjetlost]]i.

=== Optika atmosfere ===
{{glavni|Optika atmosfere}}

'''Optika atmosfere''' jest grana [[meteorologija|meteorologije]] koja proučava pojave nastale [[Refrakcija|lomom svjetlosti]], odbijanjem (refleksijom), [[Rayleighovo raspršenje|raspršivanjem]] i [[ogib]]om (difrakcija) [[svjetlost]]i u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]] (boja neba, duga, vijenac ili korona oko Sunca i Mjeseca, halo, pasunce ili lažno Sunce, Sunčev stup, irizacija oblaka, glorija, zračno zrcaljenje, fatamorgana, miraž, pojava sumraka, alpskog žara, treperenja zvijezda, zelenog bljeska, astronomska i terestrička refrakcija, depresija [[obzor]]a i dr.). Optika atmosfere proučava i pojave koje su posljedica perspektive: prividni oblik [[Nebeska sfera|nebeskog svoda]], površine diska [[Sunce|Sunca]] i [[Mjesec]]a pri njihovu izlaženju i zalaženju i dr.<ref> '''optika atmosfere''', [http://www.enciklopedija.hr//natuknica.aspx?ID=45343] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.</ref>

=== Kvantna optika ===
'''Kvantna optika''' istražuje [[kvant]]ne i [[Teorija relativnosti|relativističke]] pojave povezane sa svjetlošću, posebno [[Dualizam (fizika)|dvojnu (valnu i čestičnu) prirodu svjetlosti]]. Osim kao val, svjetlost se može predočiti i kao snop čestica. To su kvanti svjetlosti ili [[foton]]i, a svaki ima [[energija|energiju]] ''E'':

:<math> E = h \cdot \nu \,</math>

i [[količina gibanja|količinu gibanja]] ''p'':

:<math> p = \frac{E}{c}</math>

gdje je: ''h'' - [[Planckova konstanta]]. Posljedica je čestične prirode svjetlosti radijacijski [[tlak]] ([[tlak elektromagnetskog zračenja]]), koji u slučaju pulsnih laserskih snopova visoka intenziteta poprima znatne vrijednosti, pa se primjenjuje za promjene strukture tvari na [[atom]]skoj razini (na primjer hlađenje atoma).

== Izvori ==
{{izvori}}

==Vanjske poveznice==
*  [http://ahyco.ffri.hr/povijestfizike/ Web courseware Povijest fizike] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120802174002/http://ahyco.ffri.hr/povijestfizike/ |date=2. kolovoza 2012. }} 


{{Opće grane u fizici}}
[[Kategorija:Optika| ]]