光学（optics）是物理的关键支系课程。也是与光学工程设计有关的课程。范畴而言，光学是有关光和视见的科学研究，optics词初期只用以跟双眼和视见相联络的事情。而今日常说的光学是理论的，是研究从微波加热、红外感应、能见光、紫外光直至X射线和γ放射线的开阔股票波段范畴内的电磁波辐射的造成、散播、接受和表明，及其与化学物质相互影响的科学研究，主要研究的范畴是以红外线到紫外线股票波段。它是物理的一个关键构成部分。

光学是研究光的个人行为和特性的物理学课程。仅是一种无线电波，在物理中，无线电波由电动力学中的麦克斯韦方程来叙述；另外，光具备波粒二象性，光的粒子性则必须用物理学来叙述。

一般把光学分为几何图形光学、波动光学和量子科技光学。

几何图形光学

从好多个由试验获得的基本概念考虑来研究光的传播难题的课程。根据光源的定义和光源的映射、反射定律来叙述光在介质中散播规律性的课程。

波动光学

从仅是一种波动考虑，研究光在介质中散播规律性的课程。能用来研究光的干涉、光的衍射、光的偏振以及在各种各样介质中散播所展现出的状况。因为光的速度和无线电波快速传播同样，进而推断光也是无线电波，这一推断被之后全部实验室确认。而运用几何图形光学个人所得的結果，一般一直波动光学在一些标准下的类似或極限。

与几何图形光学不一样，波动光学不但调查直径远高于光波长状况下的光的传播全过程，并且研究一切直径状况下的光的传播全过程。波动光学常常得到恰当的解，可是有时候用波动光学方式比较繁杂，因此 一般依据难题的特性来决策选用几何图形光学還是波动光学，或是二者兼而用之。比如，在光学仪器设备的一般光学控制系统设计中，要用几何图形光学方式来明确系统软件的构造因素，但在求取太阳能遍布方式进而点评其显像品质时，就务必用波动光学方式。

波动光学的理论基础便是經典电动力学的麦克斯韦方程。光在介质中的宏观经济参数相对介电常数ε和导磁率μ，麦克斯韦方程中主要表现为指数。他们与全透明介质的折光率n中间有一个简易的关联：n=(εμ)1/2。波动光学不详尽阐述ε和μ与物质结构的关联，而偏重于表述光波的散播规律性。在创建ε和μ跟分子结构和分子结构中间的关联中，研究这种內容有时候称之为分子结构光学。波动光学可表述光在介质和各种各样介质中散播时需随着造成的全过程与在介质页面周边的主要表现；也可以表述色散现象和各种各样介质中工作压力、溫度、音场、静电场和电磁场对光学状况的危害。

尽管波动光学能对光的传播做出令人满意的表述，但一般不可以表明光的发送和消化吸收全过程，主要表现出经典物理的艰难。

量子科技光学

1900年，普朗克在研究黑体辐射时为了更好地从理论上计算出那时候他早已获得的与具体相符合非常好的经验公式定律，胆大明确提出了与經典定义相去甚远的假定，即构成黑体字的振子的动能不可以持续转变，只有取一份份的公司分立值：0，hv，1hv，…，nhv，在其中n为正整数，ν为振子頻率，h为普朗克常数，其数值6.626×10－34J·s。1905年，牛顿在研究光电效应时营销推广了普朗克的所述量子论，从而明确提出了光子的定义。他觉得太阳能并不象无线电波理论所叙述的那般把动能遍布在波阵面上，只是集中化在说白了光子的粒子上。这类粒子仍维持着頻率的定义，頻率为ν的光子具备动能hν。在光电效应中，当光子照射金属表层 时，一次为金属材料中的电子器件所有消化吸收，而不用磁感应理论所预估的那类积累动能的時间，电子器件把这动能的一部分用以摆脱金属表层 对它的吸附力即作逸出功，剩下的就变为电子器件离去金属表层 后的机械能。从而了解到一个分子或一个分子结构可以把它的动能转化成磁场辐射源或从该在工作中得到动能，但只有以光子hν为企业来开展。

光的波动跟光（量）子的二象性是光的天性。光子、电子器件、质子、中子等外部经济行为主体的波粒二象性是产生物理学的关键基本。从这类光子的特性考虑来研究光的天性及其光与化学物质相互影响的课程即称之为量子科技光学，它的基本主要是物理学或量子科技电动力学。有关光在分子结构、分子中的造成与消退，不但是光的本质难题，还关联到分子结构、原子的结构。从试验上认证和从理论上阐述这类难题，是光学的一个支系，称光谱学。

光的波动跟光（量）子的二象性是光的天性。它主要表现的宏观世界中持续的波动和微观世界中的不持续的量子科技，在经典物理学简单化的机械设备定义中是相互之间抵触的，而客观性事实上，他们是统一的。之后不但从理论上并且也从试验上无可置疑地证实了：但光有这类双重性，微观世界的化学物质，包含电子器件、质子、中子和分子，他们虽是颗粒物商品，也都是有两者之间自身品质和速率相联络的波动的特点（见波粒二象性）。

所述光的量子理论推动了近现代物理的发展趋势。除此之外，在健身运动媒质的光学状况的研究中，十九世纪八十年代用迈克耳孙干涉仪精确测量由同一光线分为互相竖直的2个方位光的速度的差别，其数据显示光的速度是不会改变的（见迈克耳孙－莫雷实验），变成牛顿狭义相对论的试验基本，这一客观事实也是近代物理中十分关键的造就。因而，光学课程中的研究成效针对物理学和量子论的创建起了关键性的功效。所述两高校说组成了现代物理学甚至当代科技进步的理论基础。