광학

광학 (光學, Optics)은 빛의 성질, 행동 및 빛과 물질의 상호작용을 연구하는 물리학의 한 분야이다. 빛은 전자기파의 한 형태로, 광학은 가시광선뿐만 아니라 적외선, 자외선, 엑스선, 감마선 등 전자기 스펙트럼 전반에 걸친 빛을 다룬다.

광학은 크게 다음과 같은 분야로 나눌 수 있다.

• 기하광학 (Geometric Optics): 빛을 광선으로 근사하여 빛의 직진, 반사, 굴절 등의 현상을 다룬다. 렌즈, 거울, 프리즘 등의 광학 기기를 설계하고 분석하는 데 활용된다.

• 파동광학 (Wave Optics): 빛의 파동성을 고려하여 간섭, 회절, 편광 등의 현상을 설명한다. 빛의 파동성을 이용하여 홀로그래피, 광섬유 통신 등에 응용된다.

• 양자광학 (Quantum Optics): 빛을 양자화된 입자인 광자로 취급하여 빛과 물질의 상호작용을 양자역학적으로 다룬다. 레이저, 양자 암호, 양자 컴퓨팅 등 첨단 기술의 기반이 된다.

• 물리광학 (Physical Optics): 파동광학의 한 분야로, 빛의 회절, 간섭, 편광 등 빛의 파동성을 이용하여 다양한 광학 현상을 설명하고 응용하는 분야이다. 박막 광학, 광 결정, 표면 플라즈몬 공명 등 다양한 주제를 다룬다.

광학은 렌즈, 현미경, 망원경, 카메라 등 다양한 광학 기기의 설계 및 제작에 필수적이며, 통신, 의료, 에너지, 국방 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한, 광학은 현대 물리학의 중요한 분야 중 하나이며, 양자역학, 전자기학 등 다른 분야와의 연관성을 통해 끊임없이 발전하고 있다.