La óptica 

 es la rama de la física que involucra el estudio del comportamiento y las propiedades de la luz, incluidas sus interacciones con la materia, así como la construcción de instrumentos que se sirven de ella o la detectan. La óptica generalmente describe el comportamiento de la luz visible, de la radiación ultravioleta y de la radiación infrarroja. Al ser una radiación electromagnética, otras formas de radiación del mismo tipo como los rayos X, las microondas y las ondas de radio muestran propiedades similares.​

La mayoría de los fenómenos ópticos pueden explicarse utilizando la descripción electrodinámica clásica de la luz. Sin embargo, la óptica práctica generalmente utiliza modelos simplificados. El más común de estos modelos, la óptica geométrica, trata la luz como una colección de rayos que viajan en línea recta y se desvían cuando atraviesan o se reflejan en las superficies. La óptica física es un modelo de la luz más completo, que incluye efectos ondulatorios como la difracción y la interferencia, que no se pueden abordar mediante la óptica geométrica

Historia de la óptica

Las primeras aplicaciones de la óptica muy probablemente comenzaron con el desarrollo de lentes en el antiguo Egipto y en Mesopotamia. Las primeras lentes conocidas, hechas de cristal pulido, a menudo cuarzo, datan ya del año 700 a.C., como la lente de Nimrud,​ descubierta en Asiria. También se conocen esferas de cristal rellenas de agua utilizadas como lentes en la antigua Roma y en la antigua Grecia. La invención de estos objetos fue seguida por la aparición de teorías sobre la luz y la visión planteadas por los antiguos filósofos griegos y de la India, y por el desarrollo de la óptica geométrica en el mundo grecorromano. La palabra óptica significa "aspecto, apariencia".

Óptica clásica

La óptica clásica se divide en dos ramas principales: la óptica geométrica (o de rayos) y la óptica física (u ondulatoria). En la óptica geométrica, se considera que la luz viaja en línea recta, mientras que en la óptica física, la luz se considera como una onda electromagnética.

La óptica geométrica se puede ver como una aproximación a la óptica física que se aplica cuando la longitud de onda de la luz utilizada es mucho menor que el tamaño de los elementos ópticos en el sistema que se está analizando.

Óptica física:

En óptica física, se considera que la luz se propaga como una onda. Este modelo predice fenómenos como la interferencia y la difracción, que no se explican por la óptica geométrica. Las ondas se propagan en la atmósfera terrestre casi a la misma velocidad de la luz en el vacío, aproximadamente a 3,0×10⁸ m/s (exactamente 299,792,458 m/s en el vacío). La longitud de onda de las ondas de luz visible varía entre 400 y 700 nm, pero el término "luz" también se aplica con frecuencia a la radiación infrarroja (0.7-300 μm) y a la radiación ultravioleta (10-400 nm).   El modelo de onda se puede usar para hacer predicciones sobre cómo se comportará un sistema óptico sin requerir una explicación de sobre qué medio se están "agitando" las ondas.

Hasta mediados del siglo XIX, la mayoría de los físicos creían en un medio "etéreo" en el que se propagaba la perturbación lumínica.​ La existencia de ondas electromagnéticas fue predicha en 1865 por las ecuaciones de Maxwell. Estas ondas se propagan a la velocidad de la luz y manifiestan campos eléctricos y magnéticos variables que son ortogonales entre sí, y también a la dirección de propagación de las ondas. Actualmente, las ondas de luz se tratan como ondas electromagnéticas, excepto cuando se deben considerar efectos de mecánica cuántica. 

optica geométrica: 

La óptica geométrica, u óptica de rayos, describe la propagación de la luz en términos de "rayos" que viajan en línea recta, y cuyos caminos se rigen por las leyes de la reflexión y la refracción en los cambios de fase entre diferentes medios.​ Estas leyes descubiertas empíricamente se han utilizado de forma generalizada en el diseño de componentes e instrumentos ópticos.
Las leyes de reflexión y refracción pueden derivarse del principio de Fermat, que establece que "el camino recorrido entre dos puntos por un rayo de luz es el camino que se puede atravesar en el menor tiempo posible".

Óptica moderna

La óptica moderna abarca áreas de la ciencia óptica y de la ingeniería que se hicieron populares en el siglo XX. Estas áreas de la ciencia óptica se relacionan típicamente con las propiedades electromagnéticas o cuánticas de la luz, pero incluyen otros temas. Un importante subcampo de la óptica moderna, la óptica cuántica, trata específicamente de las propiedades de la luz según la mecánica cuántica. La óptica cuántica no es solo teórica; algunos dispositivos modernos, como los láseres, tienen principios de funcionamiento que describe la mecánica cuántica. Los detectores de luz, como fotomultiplicadores y canaltrones, responden a fotones individuales. Los sensores de imagen electrónicos, como los CCDs, exhiben un ruido de disparo correspondiente a las estadísticas de eventos de fotones individuales. Los Leds y las células fotoeléctricas tampoco se pueden entender sin la mecánica cuántica. En el estudio de estos dispositivos, la electrónica cuántica a menudo se superpone con la óptica cuántica.

Laser

Un láser es un dispositivo que emite luz (radiación electromagnética) a través de un proceso llamado emisión estimulada. El término láser es un acrónimo de la expresión inglesa "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación). La luz láser es generalmente coherente, lo que significa que se emite en un estrecho haz de baja divergencia o que puede convertirse en uno de estos haces con la ayuda de componentes ópticos como las lentes. Debido a que el equivalente en microondas del láser, el "máser", se desarrolló primero, los dispositivos que emiten frecuencias de microondas y de radio generalmente se llaman "másers"

Ojo humano

El ojo humano funciona enfocando la luz sobre una capa de fotorreceptores llamada retina, que forma el revestimiento interior de la parte posterior del ojo. El enfoque se logra mediante una serie de medios transparentes. La luz que entra al ojo pasa primero a través del córnea, que proporciona gran parte de la potencia óptica del ojo. Luego continúa a través del fluido contenido justo detrás de la córnea, en la cámara anterior, y pasa a través de la pupila. A continuación atraviesa el cristalino, que enfoca más la luz y permite el ajuste del enfoque, y pasa a través del cuerpo principal de fluido interior del ojo, el humor vítreo, y alcanza la retina. Las células fotosensibles de la retina recubren la parte posterior del ojo, excepto donde sale el nervio óptico; esto da como resultado un punto ciego.