Ver el código de «Óptica»

[[Archivo:Light dispersion of a mercury-vapor lamp with a flint glass prism IPNr°0125.jpg|miniatura|derecha|La óptica incluye el estudio de la [[Dispersión refractiva|dispersión]] de la luz]]

La '''óptica''' (del [[latín medieval]] ''opticus'', «relativo a la visión», proveniente del [[griego clásico]] {{lang|grc|ὀπτικός}}, ''optikós'')<ref name="rae">{{rae|óptico|fechaacceso=7 de marzo de 2018}}</ref> es la rama de la [[física]] que estudia el comportamiento y las propiedades de la [[luz]],<ref>{{cita libro|título=SALVAT UNIVERSAL. Diccionario Enciclopédico|editorial=Salvat Editores S.A.|ubicación=Barcelona, España|isbn=84-345-4703-1|página=Tomo 15; 351|edición=Decimosexta, 1986|fechaacceso=21 de febrero de 2018}}</ref> incluidas sus interacciones con la [[materia]] y la construcción de [[Instrumento óptico|instrumentos]] que se sirven de ella o la [[Fotodetector|detectan]].<ref name=McGrawHill>{{Cita libro|año=1993|título=McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology|edición=5ª|editorial=McGraw-Hill}}</ref> La óptica generalmente describe el comportamiento de la [[Luz|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.<ref name=McGrawHill />

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, la [[óptica geométrica]], trata la luz como un conjunto de [[Rayo luminoso|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 [[onda|efectos ondulatorios]] como la [[difracción (física)|difracción]] y la [[interferencia]], que no se pueden abordar mediante la óptica geométrica. 

Algunos fenómenos dependen del hecho de que la luz muestra indistintamente propiedades como [[Dualidad onda corpúsculo|onda y partícula]]. La explicación de estos efectos requiere acudir a la [[mecánica cuántica]]. Al considerar las propiedades de la luz similares a las de las partículas, se puede modelar como un conjunto de [[fotón|''fotones'']] individuales. La [[óptica cuántica]] se ocupa de la aplicación de la mecánica cuántica a los sistemas ópticos.

La óptica como ciencia es un campo muy relevante, y es estudiada en muchas disciplinas con las que está íntimamente relacionada, como la [[astronomía]], varios campos de la [[ingeniería]], la [[fotografía]] y la [[medicina]] (particularmente la [[oftalmología]] y la [[optometría]]). Las aplicaciones prácticas de la óptica se encuentran en una gran variedad de tecnologías, incluidos [[espejo]]s, [[lente]]s, [[telescopio]]s, [[microscopio]]s, equipos [[láser]] y sistemas de [[fibra óptica]].

== Historia ==
[[Archivo:Nimrud lens British Museum.jpg|miniatura|derecha|La [[lente de Nimrud]], descubierta en ruinas del [[Asiria|Imperio asirio]]]]

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&nbsp;a.&nbsp;C., como la [[lente de Nimrud]],<ref>{{Cita noticia|fecha=1 de julio de 1999|título=World's oldest telescope?|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/380186.stm|fechaacceso=Domingo, 3 de enero de 2010|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20090201185740/http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/380186.stm|fechaarchivo=1 de febrero de 2009|urlmuerta=no|editorial=BBC News}}</ref> 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 [[Filosofía griega|griegos]] y de la [[India]], y por el desarrollo de la [[óptica geométrica]] en el [[mundo grecorromano]]. El vocablo ''óptica'' proviene de la palabra [[griego antiguo|griega]] {{lang|grc|ὀπτική}} (''optikē''), que significa "aspecto, apariencia".<ref>{{Cita libro|año=1996|título=The Concise Oxford Dictionary of English Etymology|isbn=0-19-283098-8|autor=T. F. Hoad|url=https://archive.org/details/conciseoxforddic00tfho}}</ref>

La [[filosofía griega]] sobre la óptica se dividió en dos ideas opuestas sobre cómo funcionaba la vista: la "teoría de la [[visión]]" y la [[Teoría de la emisión (visión)|"teoría de la emisión"]].<ref>[http://www.stanford.edu/class/history13/earlysciencelab/body/eyespages/eye.html A History Of The Eye] Retrieved 2012-06-10.</ref> 

El primer enfoque consideraba que la visión provenía de los propios objetos. Según la teoría [[Aristóteles|aristotélica]] de la visión, las sensaciones se realiza a través de un medio, por ejemplo el aire o el agua. Estos son [[Transparencia (física)|transparentes]], en cuanto posibilidad o potencia. La actualización de la transparencia es la luz; ésta es, por tanto, un estado de lo transparente como tal en vez de un movimiento, y su aparición es instantánea.<ref>{{Cita web|url=http://fundacionorotava.org/actividades/seminario-montesinos/seminario-de-la-luz/sesion-iv-luz-vision-y-colores-en-descartes-entre-/|título=Fundoro. Sesión IV: Luz, visión y colores en Descartes (entre Aristóteles y Newton)|fechaacceso=19 de febrero de 2019|sitioweb=fundacionorotava.org}}</ref> [[Aristóteles]] creía que la luz era una especie de disturbio en el aire. Sin embargo, según Aristóteles, la luz no viaja o se mueve, sino es una presencia que inunda el espacio.<ref>{{Cita web|url=https://eltamiz.com/2013/06/19/la-naturaleza-de-la-luz-i/|título=La naturaleza de la luz (I) - El Tamiz|fechaacceso=19 de febrero de 2019|sitioweb=eltamiz.com}}</ref><ref>{{Cita|"[[Empédocles]] erraba al hablar de la luz como algo que “viaja” o que existe en un momento dado entre la Tierra y su envoltura, con un movimiento imperceptible para nosotros; esta idea es contraria tanto a las pruebas argumentales como a los hechos observados. Si la distancia recorrida fuese corta tal vez este movimiento fuera inobservable, pero cuando la distancia es desde el extremo oriental al occidental, lleva demasiado lejos a nuestra credulidad."|Sobre el alma, 419b, 25-30|col2=}}</ref> Los [[Atomismo|atomistas]] como [[Demócrito]], [[Epicuro]] y sus [[Epicureísmo|seguidores]] sostenían que los objetos que emitían imágenes de sí mismos (llamadas ''[[Eidolon|eidola]]'') que eran captadas por el ojo.<ref>{{Cita libro|edición=Winter 2016|título=Democritus|url=https://plato.stanford.edu/archives/win2016/entries/democritus/|editorial=Metaphysics Research Lab, Stanford University|fecha=2016|fechaacceso=2022-01-10|nombre=Sylvia|apellidos=Berryman|nombre-editor=Edward N.|apellido-editor=Zalta}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://iep.utm.edu/epicur/|título=Epicurus {{!}} Internet Encyclopedia of Philosophy|fechaacceso=2022-01-10|idioma=en-US}}</ref>

[[Platón]] fue el primero que articuló la teoría de la emisión, la idea de que la [[visión]] se logra mediante rayos emitidos por los ojos. También habló sobre la inversión en los espejos (de la [[Paridad (física)|paridad]] entre un objeto y su imagen reflejada) en el ''[[Timeo (diálogo)|Timeo]]''.<ref>{{Cita libro|año=2003|título=A manual of greek mathematics|editorial=Courier Dover Publications|isbn=0-486-43231-9|páginas=181–182|autor=[[Thomas Heath|T. L. Heath]]}}</ref> Unos cien años después, [[Euclides]] escribió un tratado titulado ''[[Euclides|Óptica]]'', donde vinculó la visión a la [[geometría]], creando la ''óptica geométrica''.<ref>{{Cita libro|año=1983|título=Visual Form Detection in 3-Dimensional Space|url=https://books.google.com/books?id=rhVOVKp0-5wC&pg=PA25|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160503123615/https://books.google.com/books?id=rhVOVKp0-5wC&pg=PA25|fechaarchivo=3 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=Psychology Press|isbn=978-0-89859-289-4|páginas=25–|autor=William R. Uttal}}</ref> En su trabajo sobre la teoría de la emisión de Platón describió las reglas matemáticas de la [[perspectiva]] y describió los efectos de la [[refracción]] cualitativamente, aunque cuestionó que un rayo de luz emitido desde un ojo iluminara instantáneamente las estrellas cada vez que alguien parpadeaba.<ref>{{Cita libro|año=1999|título=The Arabic version of Euclid's optics = Kitāb Uqlīdis fī ikhtilāf al-manāẓir|editorial=New York: Springer|isbn=0-387-98523-9|autor=Euclid|editor=Elaheh Kheirandish|url=https://archive.org/details/arabicversionofe0000eucl}}</ref> 

[[Claudio Ptolomeo]], en su tratado ''[[Claudio Ptolomeo|Óptica]]'', introdujo una teoría de la visión que combinaba las dos anteriores: los rayos (o el flujo emitido) del ojo formaban un cono, el vértice estaba dentro del ojo y la base definía el campo visual. Los rayos eran sensibles y transmitían información al intelecto del observador sobre la distancia y la orientación de las superficies. Resumió gran parte del trabajo de Euclides y describió una forma de medir los efectos de la [[ley de Snell]], aunque no se dio cuenta de la relación empírica existente entre los ángulos.<ref name="Ptolemy">{{Cita libro|año=1996|título=Ptolemy's theory of visual perception: an English translation of the Optics with introduction and commentary|editorial=DIANE Publishing|isbn=0-87169-862-5|autor=Ptolemy|editor=A. Mark Smith}}</ref>

[[Archivo:Ibn Sahl manuscript.jpg |miniatura|derecha|Reproducción de una página de un manuscrito de [[Ibn Sahl (matemático)|Ibn Sahl]] que demuestra su conocimiento de la [[ley de Snell|ley de la refracción]]]]

Durante la [[Edad Media]] las ideas griegas sobre la óptica fueron resucitadas y ampliadas por varios escritores en el [[mundo islámico]]. Uno de los primeros fue [[Al-Kindi]] (c 801-73), que escribió sobre los méritos de las ideas aristotélicas y euclidianas de la óptica, favoreciendo la teoría de la emisión, ya que podía cuantificar mejor los fenómenos ópticos.<ref>Adamson, Peter (2006). "Al-Kindi¯ and the reception of Greek philosophy". In Adamson, Peter; Taylor, R.. The Cambridge companion to Arabic philosophy. Cambridge University Press. p. 45. {{ISBN|978-0-521-52069-0}}.</ref> En 984, el matemático [[Irán|iraní]] [[Ibn Sahl (matemático)|Ibn Sahl]] escribió el tratado "Sobre espejos y lentes incendiarios", describiendo correctamente una ley de refracción equivalente a la ley de Snell.<ref name=j1>{{Cita publicación|año=1990|título=A pioneer in anaclastics: Ibn Sahl on burning mirrors and lenses|volumen=81|doi=10.1086/355456|jstor=233423|páginas=464–491|número=3|publicación=Isis|apellido=Rashed|nombre=Roshdi}}</ref> Utilizó esta ley para calcular formas óptimas para lentes y [[espejo curvo|espejos curvos]]. A principios del {{siglo|XI|d|a}}, [[Alhacén]], considerado uno de los padres de la óptica,<ref>{{Obra citada|año=1969|título=Al-Hazen: father of modern optics|apellido=Verma|nombre=RL}}</ref> escribió el ''[[Libro de Óptica|Libro de óptica]]'' (''Kitab al-manazir'') en el que exploró la reflexión y la refracción y propuso un nuevo sistema para explicar la visión y la luz basado en la observación y la experimentación.<ref>{{Cita libro|año=2003|nombre-editor1=Jan P.|nombre-editor2=Abdelhamid I.|apellido-editor1=Hogendijk|apellido-editor2=Sabra|título=The Enterprise of Science in Islam: New Perspectives|url=https://archive.org/details/enterprisescienc00hoge|editorial=MIT Press|isbn=0-262-19482-1|oclc=50252039|páginas=[https://archive.org/details/enterprisescienc00hoge/page/n107 85]–118}}</ref><ref>{{Cita libro|año=1996|editor1=F. J. Ragep|editor2=P. Sally|editor3=S. J. Livesey|título=Tradition, Transmission, Transformation: Proceedings of Two Conferences on Pre-modern Science held at the University of Oklahoma|url=https://books.google.com/books?id=Kl1COWj9ubAC&pg=PA489|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160427045853/https://books.google.com/books?id=Kl1COWj9ubAC&pg=PA489|fechaarchivo=27 de abril de 2016|urlmuerta=no|editorial=Brill Publishers|isbn=90-04-10119-5|página=500|capítulo=Was the Scientific Revolution Really a Revolution in Science?|autor=G. Hatfield}}</ref><ref>{{Cita publicación|año=2005|título=A Philosophical Perspective on Alhazen's Optics|url=https://archive.org/details/sim_arabic-sciences-and-philosophy_2005-09_15_2/page/189|volumen=15|doi=10.1017/S0957423905000172|páginas=189–218|número=2|publicación=Arabic Sciences and Philosophy|autor=Nader El-Bizri}}</ref><ref>{{Cita publicación|año=2007|título=In Defence of the Sovereignty of Philosophy: al-Baghdadi's Critique of Ibn al-Haytham's Geometrisation of Place|url=https://archive.org/details/sim_arabic-sciences-and-philosophy_2007-03_17_1/page/57|volumen=17|doi=10.1017/S0957423907000367|páginas=57–80|publicación=Arabic Sciences and Philosophy|autor=Nader El-Bizri}}</ref><ref>{{Cita publicación|año=2006|título=The Gaze in Ibn al-Haytham|volumen=9|doi=10.1177/097194580500900105|página=89|publicación=The Medieval History Journal|autor=G. Simon}}</ref> Rechazó la "teoría de emisión" de la óptica ptolemaica con sus rayos emitidos por el ojo, y planteó la idea de que la luz se refleja en todas las direcciones en líneas rectas desde todos los puntos de los objetos vistos y luego entra en el ojo, aunque no fue capaz de explicar correctamente cómo el ojo captaba los rayos.<ref>{{Cita libro|autor1=Ian P. Howard|autor2=Brian J. Rogers|año=1995|título=Binocular Vision and Stereopsis|url=https://books.google.com/books?id=I8vqITdETe0C&pg=PA7|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160506053650/https://books.google.com/books?id=I8vqITdETe0C&pg=PA7|fechaarchivo=6 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=Oxford University Press|isbn=978-0-19-508476-4|página=7}}</ref> El trabajo de Alhacén fue ignorado en gran medida en el mundo árabe, pero fue traducido anónimamente al latín alrededor del año 1200 y más tarde resumido y expandido por el monje polaco [[Witelo]],<ref>{{Cita libro|autor1=Elena Agazzi|autor2=Enrico Giannetto|autor3=Franco Giudice|año=2010|título=Representing Light Across Arts and Sciences: Theories and Practices|url=https://books.google.com/books?id=ipyT7askd8EC&pg=PA42|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160510030553/https://books.google.com/books?id=ipyT7askd8EC&pg=PA42|fechaarchivo=10 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=V&R unipress GmbH|isbn=978-3-89971-735-8|página=42}}</ref> convirtiéndose en un texto estándar sobre óptica en Europa durante los 400 años siguientes.<ref>{{Cita libro|fecha=2010|nombre-editor1=John Shannon|nombre-editor2=Charles H.|apellido-editor1=Hendrix|apellido-editor2=Carman|enlace-editor1=John Shannon Hendrix|título=Renaissance Theories of Vision (Visual Culture in Early Modernity)|url=https://archive.org/details/renaissancetheor00hend|editorial=[[Ashgate]]|isbn=1-409400-24-7|páginas=[https://archive.org/details/renaissancetheor00hend/page/n23 11]–30|capítulo=Classical Optics and the Perspectiva Traditions Leading to the Renaissance|ubicación=Farnham, Surrey|apellido=El-Bizri|nombre=Nader|enlaceautor=Nader El-Bizri}}; {{Cita libro|fecha=2014|nombre-editor1=Rossella|nombre-editor2=Annarita|apellido-editor1=Lupacchini|apellido-editor2=Angelini|título=The Art of Science: From Perspective Drawing to Quantum Randomness|editorial=Springer|páginas=25–47|capítulo=Seeing Reality in Perspective: 'The Art of Optics' and the 'Science of Painting'|ubicación=Doredrecht|apellido=El-Bizri|nombre=Nader|enlaceautor=Nader El-Bizri}}</ref>

En la Europa medieval del {{siglo|XIII||s}}, el obispo inglés [[Roberto Grosseteste]] escribió sobre una amplia gama de temas científicos y discutió la luz desde cuatro perspectivas diferentes: una [[epistemología]] de la luz, una [[metafísica]] o [[cosmogonía]] de la luz, una [[etiología]] o [[física]] de la luz y un [[teología]] de la luz,<ref>D. C. Lindberg, ''Theories of Vision from al-Kindi to Kepler'', (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), pp. 94–99.</ref> basándose en las obras de Aristóteles y el platonismo. El discípulo más famoso de Grosseteste, [[Roger Bacon]], escribió obras que citan una amplia gama de trabajos ópticos y filosóficos por entonces traducidos, incluidos los de [[Alhacén]], Aristóteles, [[Avicena]], [[Averroes]], Euclides, al-Kindi, Ptolomeo, Tideus y [[Constantino el Africano]]. Bacon pudo usar partes de esferas de vidrio como [[lupa]]s para demostrar que la luz se refleja en los objetos en lugar de liberarse de ellos.

Los primeros anteojos prácticos fueron inventados en Italia alrededor de 1286.<ref>{{Cita libro|año=2007|título=Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes|url=https://archive.org/details/bub_gb_peIL7hVQUmwC|editorial=American Philosophical Society|isbn=978-0-87169-259-7|páginas=[https://archive.org/details/bub_gb_peIL7hVQUmwC/page/n87 4]–5|ubicación=Philadelphia, PA|apellido=Vincent|nombre=Ilardi}}</ref> Este fue el comienzo de la industria óptica del pulido de lentes para estos oculares, primero en Venecia y Florencia en el {{siglo|XIII||s}},<ref>[http://galileo.rice.edu/sci/instruments/telescope.html '&#39;'The Galileo Project > Science > The Telescope'&#39;' by Al Van Helden '&#39;] Galileo.rice.edu. Retrieved 2012-06-10.</ref> y más tarde en los centros de fabricación de gafas en los Países Bajos y Alemania.<ref>{{Cita libro|año=2003|título=The History of the Telescope|url=https://books.google.com/books?id=KAWwzHlDVksC&pg=PR1|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160617095507/https://books.google.com/books?id=KAWwzHlDVksC&pg=PR1|fechaarchivo=17 de junio de 2016|urlmuerta=no|editorial=Courier Dover Publications|isbn=978-0-486-43265-6|página=27|autor=Henry C. King}}</ref> Los fabricantes de gafas crearon tipos mejorados de lentes para la corrección de la visión, basados más en el conocimiento empírico obtenido al observar los efectos de las lentes que en utilizar la rudimentaria teoría óptica de la época (teoría que ni siquiera podía explicar adecuadamente cómo funcionaban las gafas).<ref>{{Cita libro|autor1=Paul S. Agutter|autor2=Denys N. Wheatley|año=2008|título=Thinking about Life: The History and Philosophy of Biology and Other Sciences|url=https://books.google.com/books?id=Gm4bqeBMR8cC&pg=PA17|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160516134901/https://books.google.com/books?id=Gm4bqeBMR8cC&pg=PA17|fechaarchivo=16 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=Springer|isbn=978-1-4020-8865-0|página=17}}</ref><ref>{{Cita libro|año=2007|título=Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes|url=https://books.google.com/books?id=peIL7hVQUmwC&pg=PA210|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160503125734/https://books.google.com/books?id=peIL7hVQUmwC&pg=PA210|fechaarchivo=3 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=American Philosophical Society|isbn=978-0-87169-259-7|página=210|apellido=Ilardi|nombre=Vincent}}</ref> La práctica del desarrollo, el dominio y la experimentación con lentes condujo directamente a la invención del [[microscopio óptico]] compuesto alrededor de 1595 y del [[telescopio refractor]] en 1608. Ambos aparecieron en los centros de fabricación de gafas en los Países Bajos.<ref>[http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/timeline/index.html Microscopes: Time Line], Nobel Foundation. Retrieved April 3, 2009</ref><ref name="LZZginzib4C page 55">{{Cita libro|año=2007|título=Stargazer: The Life and Times of the Telescope|url=https://books.google.com/books?id=2LZZginzib4C&pg=PA55|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160508185423/https://books.google.com/books?id=2LZZginzib4C&pg=PA55|fechaarchivo=8 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=Allen & Unwin|isbn=978-1-74175-383-7|página=55|apellido=Watson|nombre=Fred}}</ref>

[[Archivo:Cannocchiale galileiano Museo scienza e tecnologia Milano 06.jpg|miniatura|Ocular de un telescopio galileano (c. 1620)]]

Hacia el año 1600 [[Galileo Galilei]] dirigió su primitivo telescopio refractor hacia el firmamento, dando origen a la astronomía moderna, que podía servirse de instrumentos de aumento para ver los detalles de los cuerpos celestes. Siguiendo su estela, a principios del {{siglo|XVII||s}} [[Johannes Kepler]] amplió la óptica geométrica en sus escritos, cubriendo las lentes, los reflejos de [[espejo plano|espejos planos]] y [[espejo curvo|curvos]], los principios de la [[cámara estenopeica]], las leyes de los cuadrados inversos que rigen la intensidad de la luz y las explicaciones ópticas de fenómenos astronómicos como los [[Eclipse lunar|eclipses lunares]] y [[eclipse solar|solares]] y el [[paralaje]] astronómico. También fue capaz de deducir correctamente el papel de la [[retina]] como el órgano real que percibe las imágenes, y finalmente fue capaz de cuantificar científicamente los efectos de los diferentes tipos de lentes que los fabricantes de gafas habían estado observando durante los últimos 300 años.<ref>{{Cita libro|año=2007|título=Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes|url=https://books.google.com/books?id=peIL7hVQUmwC&pg=PA244|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160526201406/https://books.google.com/books?id=peIL7hVQUmwC&pg=PA244|fechaarchivo=26 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=American Philosophical Society|isbn=978-0-87169-259-7|página=244|apellido=Ilardi|nombre=Vincent}}</ref> Después de que se inventara el telescopio, Kepler estableció las bases teóricas sobre cómo funcionaba y describió una versión mejorada, conocida como ''[[historia del telescopio#telescopio refractor|telescopio kepleriano]]'', utilizando dos lentes convexas para producir una mayor ampliación.<ref>Caspar, ''Kepler'', [https://books.google.com/books?id=0r68pggBSbgC&pg=PA198 pp. 198–202] , Courier Dover Publications, 1993, {{ISBN|0-486-67605-6}}.</ref>

[[Archivo:Opticks.jpg|miniatura|derecha|Portada de la primera edición del tratado ''[[Opticks]]'', de Isaac Newton]]

La teoría óptica progresó a mediados del {{siglo|XVII||s}} con los tratados escritos por el filósofo [[René Descartes]], en los que explicaba una gran variedad de fenómenos ópticos, incluyendo la reflexión y la refracción al asumir que la luz era emitida por los objetos que la producían.<ref name=Sabra>{{Cita libro|año=1981|título=Theories of light, from Descartes to Newton|editorial=CUP Archive|isbn=0-521-28436-8|autor=A. I. Sabra}}</ref> Esta interpretación difería sustancialmente de la antigua teoría de emisión griega. A finales de la década de 1660 y principios de la de 1670, [[Isaac Newton]] expandió las ideas de Descartes en una teoría corpuscular de la luz, y determinó que la luz blanca era una mezcla de colores que se puede separar en sus partes componentes con un [[prisma (óptica)|prisma]]. En 1690, [[Christiaan Huygens]] propuso una explicación [[onda|ondulatoria]] para la luz, basándose en las sugerencias que había hecho [[Robert Hooke]] en 1664. El propio Hooke criticó públicamente las teorías de la luz de Newton y la disputa entre los dos duró hasta la muerte de Hooke. En 1704, Newton publicó ''[[Opticks]]'' y, en ese momento, en parte debido a su éxito en otras áreas de la [[física]], generalmente se le consideraba el vencedor en el debate sobre la naturaleza de la luz.<ref name=Sabra />

[[Archivo:Micrographia Scheme 01.png|miniatura|derecha|Miroscopio de Robert Hooke, grabado de su obra ''[[Micrographia]]'']]

Entretanto, los instrumentos ópticos empezaron a experimentar considerables mejoras técnicas, que permitieron a la ciencia adentrarse en campos hasta entonces inaccesibles, desde lo extremadamente pequeño (representado por el descubrimiento de los microbios) hasta lo inconcebiblemente grande (con un conocimiento cada vez mayor del sistema solar). El microscopio, considerablemente evolucionado desde el primitivo modelo de [[Anton van Leeuwenhoek]] (1650), permitió iniciar el estudio de las células gracias a los trabajos pioneros de Robert Hooke, recogidos en su tratado ''[[Micrographia]]''. Por otro lado, los telescopios refractores habían alcanzado su límite teórico de resolución, limitado por la [[aberración cromática]], lo que en parte contribuyó al nacimiento de un nuevo tipo de instrumento: el [[telescopio newtoniano|telescopio reflector]]. Fue [[Isaac Newton]] quien construyó el primero de estos instrumentos en 1668. Este fue el inicio de una enconada carrera, que duró dos siglos y medio, entre los dos tipos de telescopios: refractores (lentes) y reflectores (espejos). La invención de las [[lente acromática|lentes acromáticas]] hacia 1750, permitió solucionar el problema de la aberración cromática, lo que dio inicialmente la primacía a los telescopios refractores sobre los primitivos telescopios reflectores, lastrados por la escasa luminancia y la poca durabilidad de los espejos de [[speculum]], una aleación de bronce que se oxidaba con relativa facilidad. En esta época se sentaron las bases del desarrollo de los [[gran refractor|grandes refractores]], que con [[Joseph von Fraunhofer]] adquirieron su madurez funcional a finales del {{siglo|XVIII||s}}, convirtiéndose en la técnica dominante en el {{siglo|XIX||s}}. También fue Fraunhofer quien sentaría las bases de una nueva ciencia que forma parte de la óptica: la [[espectroscopia]]. Los avances en la fabricación de lentes permitieron a su vez el desarrollo de los instrumentos utilizados en [[geodesia]], permitiendo completar con una precisión hasta entonces impensable la medición del [[arco de meridiano]] de París en 1798, lo que permitiría establecer la unidad de longitud del sistema internacional: el [[metro (unidad)|metro]].

La óptica newtoniana fue generalmente aceptada hasta principios del {{siglo|XIX||s}}, cuando [[Thomas Young]] y [[Augustin Fresnel]] llevaron a cabo experimentos sobre la [[interferencia]] de la luz, que establecieron firmemente su naturaleza ondulatoria. El famoso [[experimento de Young|experimento de la doble rendija de Young]], con el que se hacía patente el fenómeno de la interferencia, demostró que la luz seguía el [[principio de la superposición de estratos]], que es una propiedad ondulatoria no prevista por la teoría corpuscular de Newton. Este trabajo condujo a una teoría de la difracción de la luz y abrió un área completa de estudio en la óptica física. La óptica ondulatoria<ref>{{Cita libro|año=1935|título=A Source Book in Physics|url=https://archive.org/details/sourcebookinphys0000magi_l5j5|editorial=Harvard University Press|página=[https://archive.org/details/sourcebookinphys0000magi_l5j5/page/309 309]|autor=W. F. Magie}}</ref> se unificó con éxito con el [[electromagnetismo]] gracias a [[James Clerk Maxwell]] en los años 1860.<ref>{{Cita publicación|año=1865|título=[[A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field]]|volumen=155|doi=10.1098/rstl.1865.0008|bibcode=1865RSPT..155..459C|página=459|publicación=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|autor=J. C. Maxwell}}</ref>

[[Archivo:Crookes tube-in use-lateral view-2 prPNr°09.jpg|miniatura|Tubo de Crookes]]

La segunda mitad del {{siglo|XIX||s}} contempló una serie de descubrimientos que sentarían las bases del desarrollo de instrumentos ópticos a lo largo del {{siglo|XX||s}}. En el campo de los telescopios, la posibilidad de depositar una película de aluminio sobre una base de vidrio, decantó de forma ya definitiva la carrera entre los dos tipos de telescopios, decidiéndose a favor de los de espejos, que han seguido aumentando de tamaño sin cesar desde entonces. Así mismo, se descubrió la base de la fotografía con los trabajos de [[Joseph Nicéphore Niépce|Niépce]], que a su vez propiciaría la aparición del [[cine]] unas décadas después. Otro invento de finales del {{siglo|XIX||s}}, el [[tubo de rayos catódicos]], permitiría desarrollar unos años después las pantallas de [[televisión]]. En este período también vio la luz otro tipo de instrumento científico, el [[interferómetro]], que sirvió para dar un inesperado soporte a la [[teoría de la relatividad]] y que con el paso del tiempo ha pasado a formar parte de equipos de medición de altísima precisión, como el [[LIGO]], que ha permitido confirmar la existencia de ondas gravitatorias a comienzos del {{siglo|XXI||s}}. 

La aparente confirmación de la naturaleza ondulatoria de la luz debido a su carácter de radiación electromagnética, llevó a un callejón sin salida, generando un intenso debate a lo largo de medio siglo acerca de la existencia del [[éter (física)|éter]], un medio hipotético que se consideraba imprescindible para posibilitar la propagación de las ondas de luz. Se realizaron sin éxito numerosos experimentos para demostrar su existencia (como el famoso [[experimento de Michelson y Morley]] de 1887), y no sería hasta 1905 cuando [[Albert Einstein]], con su [[Teoría de la relatividad especial]], estableció el papel clave de la [[velocidad de la luz]] como una de las constantes fundamentales de la naturaleza, resolviendo de una vez por todas la cuestión del éter, descartando definitivamente su existencia.<ref name=FRENCH>{{cita libro|apellidos1=A. P. French|título=Relatividad especial, Volumen 1|editorial=Reverte, 1996|isbn=9788429140972|páginas=43 de 341|url=https://books.google.es/books?id=FH7ZTpGKcyUC&pg=PA43#v=onepage&q&f=false|fechaacceso=12 de febrero de 2018}}</ref>

El siguiente desarrollo en la teoría óptica llegó en 1899, cuando [[Max Planck]] modeló correctamente la [[cuerpo negro|radiación del cuerpo negro]], al asumir que el intercambio de energía entre la luz y la materia solo ocurría en cantidades discretas que denominó ''cuantos''.<ref>Para una mejor aproximación a las motivaciones intelectuales de Planck sobre los cuantos, véase H. Kragh, [http://physicsworld.com/cws/article/print/373 Max Planck: the reluctant revolutionary] {{Wayback|url=http://physicsworld.com/cws/article/print/373 |date=20120401221617 }}, ''Physics World''. December 2000.</ref> En 1905 [[Albert Einstein]] publicó la teoría del [[efecto fotoeléctrico]] que estableció firmemente la cuantificación de la luz en sí misma.<ref>{{enlace roto|1={{Cita libro|apellido1=Einstein|nombre1=A.|enlaceautor1=Albert Einstein|año=1967|nombre-editor1=D.|apellido-editor1=Ter Haar|título=The Old Quantum Theory|url=http://wien.cs.jhu.edu/AnnusMirabilis/AeReserveArticles/eins_lq.pdf|fechaacceso=18 de marzo de 2010|editorial=Pergamon|páginas=91–107|capítulo=On a heuristic viewpoint concerning the production and transformation of light}} |2=http://wien.cs.jhu.edu/AnnusMirabilis/AeReserveArticles/eins_lq.pdf |bot=InternetArchiveBot }} The chapter is an English translation of Einstein's 1905 paper on the photoelectric effect.</ref><ref name=AnnPhysik322132>{{Cita publicación|año=1905|título=Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt|volumen=322|idioma=Alemán|doi=10.1002/andp.19053220607|bibcode=1905AnP...322..132E|páginas=132–148|títulotrad=En un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de la luz|número=6|publicación=Annalen der Physik|apellido=Einstein|nombre=A.}}</ref> En 1913 [[Niels Bohr]] demostró que los átomos solo podían emitir cantidades discretas de energía, lo que explica las líneas discretas observadas en los [[Espectro de emisión|espectros de emisión]] y de absorción.<ref>{{Cita publicación|año=1913|título=On the Constitution of Atoms and Molecules|url=http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Bohr/Bohr-1913a.html|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20070704225134/http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Bohr/Bohr-1913a.html|fechaarchivo=4 de julio de 2007|urlmuerta=sí|volumen=26, Series 6|páginas=1–25|publicación=Philosophical Magazine}}. Artículo clave relacionando el [[modelo atómico de Bohr]] y el [[enlace covalente]].</ref> La comprensión de la interacción entre la luz y la materia que siguió a estos desarrollos no solo formó la base de la óptica cuántica, sino que también fue crucial para el [[Historia de la mecánica cuántica|desarrollo]] de la [[mecánica cuántica]] en su conjunto. La última culminación, la teoría [[electrodinámica cuántica]], explica todos los procesos ópticos y electromagnéticos en general como resultado del intercambio de partículas reales y de [[fotón|fotones]] [[Partícula virtual|virtuales]].<ref>{{Cita libro|año=1985|título=QED: The Strange Theory of Light and Matter|url=https://archive.org/details/qedstrangetheory00feyn_822|editorial=Princeton University Press|isbn=0-691-08388-6|página=[https://archive.org/details/qedstrangetheory00feyn_822/page/n10 6]|capítulo=Chapter 1|autor=R. Feynman|enlaceautor=Richard Feynman}}</ref>

[[Archivo:Star trails over the VLT in Paranal.jpg|miniatura|Conjunto interferométrico de telescopios en [[Paranal]]]]

La óptica cuántica adquirió importancia práctica con las invenciones del [[máser]] en 1953 y del láser en 1960.<ref>{{Cita libro|año=2000|título=LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war|url=https://archive.org/details/laser00nick|editorial=Simon & Schuster|isbn=0-684-83515-0|ubicación=New York|autor=N. Taylor}}</ref> Siguiendo el trabajo de [[Paul Dirac]] en la [[teoría cuántica de campos]], [[George Sudarshan]], [[Roy Jay Glauber]] y [[Leonard Mandel]] aplicaron la teoría cuántica al campo electromagnético en los años 1950 y 1960 para obtener una comprensión más detallada de la fotodetección y del comportamiento [[Física estadística|estadístico]] de la luz.

Otro hito importante en el campo de la aplicación práctica de dispositivos ópticos son los [[LED]], cuyo principio de funcionamiento (la [[electroluminiscencia]]) fue descubierto en 1903. Se empezaron a producir industrialmente en la década de 1950, hasta hacerse omnipresentes en las pantallas de todo tipo de aparatos de consumo de masas, como teléfonos móviles o televisores.

== 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.

=== Óptica geométrica ===
{{AP|Óptica geométrica}}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. la ''óptica geométrica'', u ''óptica de rayos'', describe la [[propagación de ondas|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.<ref>{{Cita libro|autor1=Ariel Lipson|autor2=Stephen G. Lipson|autor3=Henry Lipson|fecha=28 de octubre de 2010|título=Optical Physics|url=https://books.google.com/books?id=aow3o0dhyjYC&pg=PA48|fechaacceso=12 de julio de 2012|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20130528233136/http://books.google.com/books?id=aow3o0dhyjYC&pg=PA48|fechaarchivo=28 de mayo de 2013|urlmuerta=no|editorial=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-49345-1|página=48}}</ref> Estas leyes descubiertas empíricamente<ref name=j1/> 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».<ref>{{Cita libro|año=1904|título=An Introduction to the Theory of Optics|url=https://books.google.com/books?id=X0AcBd-bcCwC&pg=PA41|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160513234111/https://books.google.com/books?id=X0AcBd-bcCwC&pg=PA41|fechaarchivo=13 de mayo de 2016|urlmuerta=no|editorial=E. Arnold|página=41|autor=Arthur Schuster}}</ref>

==== Aproximaciones ====
La óptica geométrica a menudo se simplifica haciendo una [[aproximación paraxial]] o «aproximación de ángulos pequeños». El comportamiento matemático se vuelve lineal, permitiendo que los componentes ópticos y los sistemas se describan mediante matrices simples. Esto lleva a las técnicas de la [[óptica gaussiana]] y del ''[[trazado de rayos (física)|trazado de rayos]] paraxial'', que se utilizan para determinar las propiedades básicas de los sistemas ópticos, como las [[imagen|imágenes]] y posiciones aproximadas de objetos y el correspondiente [[aumento óptico]].<ref>{{Cita libro|año=2004|título=Field Guide to Geometrical Optics. SPIE Field Guides vol. '''FG01'''|url=https://archive.org/details/fieldguidetogeom0000grei|editorial=SPIE|isbn=0-8194-5294-7|páginas=[https://archive.org/details/fieldguidetogeom0000grei/page/19 19]–20|autor=J. E. Greivenkamp}}</ref>

==== Reflexión ====
{{AP|Reflexión (óptica)}}
[[Archivo:Reflection angles.svg|Diagrama de la reflexión especular]]

La reflexión se puede dividir en dos tipos: [[imagen especular]] y [[reflexión difusa]]. La reflexión especular describe el brillo de superficies como los espejos, que reflejan la luz de una manera simple y predecible. Esto permite la producción de imágenes reflejadas que pueden asociarse con una ubicación real ([[imagen real|real]]) o extrapolada ([[Imagen virtual|virtual]]) en el espacio. La reflexión difusa describe materiales no brillantes, como papel o las rocas. Los reflejos de estas superficies solo se pueden describir estadísticamente, con la distribución exacta de la luz reflejada dependiendo de la estructura microscópica del material. Muchos reflectores difusos se describen o se pueden aproximar mediante la [[ley de Lambert]], que describe superficies que tienen igual [[luminancia]] cuando se ven desde cualquier ángulo. Las superficies brillantes pueden dar una reflexión tanto especular como difusa.

En la reflexión especular, la dirección del rayo reflejado está determinada por el ángulo que forma el rayo incidente con el [[vector normal]], una línea perpendicular a la superficie en el punto donde incide el rayo. Los rayos incidentes y reflejados y la normal se encuentran en un solo plano, y el ángulo entre el rayo reflejado y la superficie normal es el mismo que entre el rayo incidente y la normal.<ref name=Geoptics>{{Cita libro|año=1992|título=University Physics 8e|editorial=Addison-Wesley|isbn=0-201-52981-5|capítulo=35|autor=H. D. Young}}</ref> Este fenómeno físico se conoce como [[imagen especular]].

Para [[espejo plano|espejos planos]], la ley de la reflexión implica que las imágenes de los objetos están en posición vertical y a la misma distancia detrás del espejo que los objetos frente al espejo. El tamaño de la imagen es el mismo que el tamaño del objeto. La ley también implica que las [[imagen especular|imágenes especulares]] presentan una [[Paridad (física)|paridad invertida]], que se percibe como una inversión izquierda-derecha. Las imágenes formadas a partir de la reflexión en dos (o cualquier cantidad par de) espejos no presentan paridad invertida. Un [[reflector de esquina]]<ref name=Geoptics /> es un [[retrorreflector]] que produce rayos reflejados que viajan en la misma dirección (y distinto sentido) desde la que vinieron los rayos incidentes.

Los [[Espejo curvo|espejos curvos]] pueden ser modelizados utilizando el [[trazado de rayos]] y usando la ley de reflexión en cada punto de la superficie. En los [[reflector parabólico|espejos parabólicos]], los rayos paralelos al eje incidentes en el espejo producen rayos reflejados que convergen en un [[Foco (óptica)|foco]] común. Otras superficies curvas también pueden enfocar la luz, pero con aberraciones debidas a la forma divergente que hace que el foco se disperse en el espacio. En particular, los espejos esféricos exhiben [[aberración esférica]]. Los espejos curvados pueden formar imágenes con una ampliación mayor o menor que uno, y la ampliación puede ser negativa, lo que indica que la imagen está invertida. Una imagen vertical formada por reflejo en un espejo siempre es virtual, mientras que una imagen invertida es real y puede proyectarse en una pantalla.<ref name=Geoptics />

==== Refracción ====
{{AP|Refracción}}
[[Archivo:Snells law.svg|miniatura|300px|Ilustración de la ley de Snell cuando n<sub>1</sub> < n<sub>2</sub>, como en el caso de la interfaz aire/agua]]

La refracción se produce cuando la luz viaja a través de un área del espacio que tiene un índice de refracción cambiante; este principio permite construir lentes capaces de enfocar la luz. El caso más simple de refracción ocurre cuando se tiene una [[interfaz]] entre un medio uniforme con índice de refracción <math>n_1</math> y otro medio con índice de refracción <math>n_2</math>. En tales situaciones, la [[ley de Snell]] describe la deflexión resultante del rayo de luz:

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

donde <math>\theta_1</math> y <math>\theta_2</math> son los ángulos entre la normal (a la interfaz) y los rayos incidentes y refractados, respectivamente.<ref name=Geoptics />

El índice de refracción de un medio está relacionado con la velocidad {{math|''v''}}, de la luz en ese medio por
: <math>n=c/v</math>,
donde {{math|''c''}} es la [[velocidad de la luz]].

La ley de Snell se puede utilizar para predecir la deflexión de los rayos de luz a medida que pasan a través de medios lineales, siempre que se conozcan los índices de refracción y la geometría de los medios. Por ejemplo, la propagación de la luz a través de un prisma da como resultado que el rayo de luz se desvíe dependiendo de la forma y orientación del prisma. En la mayoría de los materiales, el índice de refracción varía con la frecuencia de la luz. Teniendo esto en cuenta, la ley de Snell se puede utilizar para predecir cómo un prisma dispersará la luz en un espectro.<ref name=Geoptics />

Algunos medios tienen un índice de refracción que varía gradualmente con la posición y, por lo tanto, los rayos de luz en el medio son curvos. Este efecto es responsable de los [[espejismo]]s vistos en días calurosos: un cambio en el índice de refracción del aire en altura hace que los rayos de luz se curven, creando la apariencia de reflejos especulares en la distancia (como si estuvieran en la superficie de una extensión de agua). Los materiales ópticos con índice de refracción variable se denominan materiales de gradiente de índice de refracción (''GRIN'' según su acrónimo en inglés). Dichos materiales se utilizan para hacer instrumentos de acuerdo con los principios de la [[óptica de gradiente de índice]].<ref>{{Cita libro|año=1978|título=Gradient Index Optics|url=https://archive.org/details/gradientindexopt0000marc|editorial=Academic Press|ubicación=New York|apellido=Marchand|nombre=E. W.}}</ref>

Para los rayos de luz que viajan desde un material con un alto índice de refracción a un material con un índice de refracción bajo, la ley de Snell predice que <math>\theta_2</math> desaparece cuando <math>\theta_1</math> es grande. En este caso, no ocurre transmisión; toda la luz se refleja. Este fenómeno se llama [[reflexión interna total]] y permite la tecnología de la [[fibra óptica]]. A medida que la luz viaja por una fibra óptica, se somete a una reflexión interna total que permite que prácticamente no se pierda luz en el cable.<ref name=Geoptics />

===== Lentes =====
{{AP|Lente}}
[[Archivo:lens3b.svg|360px|miniatura|Diagrama de trazado de rayos de una lente convergente]]

Un dispositivo que produce rayos de luz convergentes o divergentes debido a la refracción se conoce como «[[lente]]». Las lentes se caracterizan por su [[distancia focal]]: una lente convergente tiene una distancia focal positiva, mientras que una lente divergente tiene una distancia focal negativa. Una distancia focal más pequeña indica que la lente tiene un efecto convergente o divergente más fuerte. La distancia focal de una lente simple en el aire viene dada por la configuración de la propia lente.<ref name=hecht>{{Cita libro|año=1987|título=Optics|url=https://archive.org/details/optics0000hech|edición=2ª|editorial=Addison Wesley|isbn=0-201-11609-X|autor=E. Hecht}} Chapters 5 & 6.</ref>

El trazado de rayos se puede usar para mostrar cómo se forman las imágenes con una lente. Para una lente delgada en el aire, la ubicación de la imagen viene dada por la simple ecuación:

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

donde <math>S_1</math> es la distancia desde el objeto a la lente, <math>S_2</math> es la distancia desde la lente a la imagen, y <math>f</math> es la distancia focal de la lente. Con la convención de signos utilizada, las distancias entre el objeto y la imagen son positivas si el objeto y la imagen están en lados opuestos de la lente.<ref name=hecht />

[[Archivo:Thin lens images.svg|miniatura|500px|Las imágenes de letras negras en una lente convexa delgada de longitud focal ''f''&nbsp;se muestran en rojo. Los rayos seleccionados se muestran para las letras "E", "I" y "K" en azul, verde y naranja, respectivamente. Téngase en cuenta que '''E''' (en 2''f'') tiene una imagen de igual tamaño, real e invertida; '''I''' (en ''f'') tiene su imagen en el infinito; y '''K''' (en ''f''/2) tiene una imagen doble, virtual y vertical.]]

Los rayos paralelos entrantes se enfocan mediante una lente convergente en un punto a una distancia focal de la lente, en el lado más alejado de la lente. Esto se llama [[Foco (óptica)|punto focal]] trasero de la lente. Los rayos de un objeto a distancia finita se enfocan más lejos de la lente que la distancia focal; cuanto más cerca esté el objeto de la lente, más lejos estará la imagen de la lente.

Con lentes divergentes, los rayos paralelos entrantes divergen después de atravesar la lente, de tal manera que parecen haberse originado en un punto a una distancia focal enfrente de la lente. Este es el punto focal frontal de la lente. Los rayos de un objeto a una distancia finita se asocian con una imagen virtual que está más cerca de la lente que el punto focal, y en el mismo lado de la lente que el objeto. Cuanto más cerca esté el objeto de la lente, más cerca estará la imagen virtual de la lente. Al igual que con los espejos, las imágenes verticales producidas por una sola lente son virtuales, mientras que las imágenes invertidas son reales.<ref name=Geoptics />

Las lentes sufren de [[Aberración en sistemas ópticos|aberraciones]] que distorsionan las imágenes. Las ''aberraciones monocromáticas'' ocurren porque la geometría de la lente no dirige los rayos desde cada punto del objeto a un solo punto en la imagen, mientras que la [[aberración cromática]] ocurre porque el índice de refracción de la lente varía con la longitud de onda de la luz.<ref name=Geoptics />

=== Óptica física ===
{{AP|Óptica física}}
En óptica física u óptica ondulatoria, se considera que la luz se propaga como una [[onda]]. Este modelo predice fenómenos como la [[interferencia]] y la [[difracción (física)|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 3,0×10<sup>8</sup>&nbsp;m/s (exactamente 299.792.458&nbsp;m/s en el [[vacío]]). La [[longitud de onda]] de las ondas de luz visible varía entre {{unidad|400 y 700|nanómetros}}, pero el vocablo «luz» también se aplica con frecuencia a la [[radiación infrarroja]] (0,7-300&nbsp;μm) y a la [[radiación ultravioleta]] ({{unidad|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||s}}, la mayoría de los físicos creían en un medio «etéreo» en el que se propagaba la perturbación lumínica.<ref>MV Klein & TE Furtak, 1986, Optics, John Wiley & Sons, New York {{ISBN|0-471-87297-0}}.</ref> La existencia de ondas electromagnéticas fue predicha en 1865 por las [[Radiación electromagnética|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.<ref>{{Cita publicación|url=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/A_Dynamical_Theory_of_the_Electromagnetic_Field.pdf|título=A dynamical theory of the electromagnetic field|apellido=Maxwell|nombre=James Clerk|enlaceautor=James Clerk Maxwell|publicación=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|volumen=155|página=499|formato=PDF|doi=10.1098/rstl.1865.0008|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20110728140123/http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/A_Dynamical_Theory_of_the_Electromagnetic_Field.pdf|fechaarchivo=28 de julio de 2011|año=1865|urlmuerta=no}} This article accompanied a December 8, 1864 presentation by Maxwell to the Royal Society. See also [[A dynamical theory of the electromagnetic field]].</ref> Actualmente, las ondas de luz se tratan como ondas electromagnéticas, excepto cuando se deben considerar efectos de mecánica cuántica.

==== Modelado y diseño de sistemas ópticos utilizando óptica física ====

Muchas aproximaciones simplificadas están disponibles para analizar y diseñar sistemas ópticos. La mayoría usan una sola cantidad [[Escalar (física)|escalar]] para representar el campo eléctrico de la onda de luz, en lugar de usar un modelo [[Vector|vectorial]] con vectores eléctricos y magnéticos ortogonales.<ref name = "Born and Wolf">M. Born and E. Wolf (1999). Principle of Optics. Cambridge: Cambridge University Press. {{ISBN|0-521-64222-1}}.</ref>

El [[principio de Fresnel - Huygens]] es uno de esos modelos, deducido empíricamente por Fresnel en 1815, basándose en la hipótesis de Huygens de que cada punto en un frente de onda genera un frente de onda esférico secundario, que Fresnel combinaba con el [[principio de superposición]] de ondas. La [[fórmula de la difracción de Kirchhoff]], que se deduce a partir de las ecuaciones de Maxwell, coloca la ecuación de Huygens-Fresnel sobre una base física más firme. Los ejemplos de la aplicación del principio de Huygens-Fresnel se pueden encontrar en las secciones de [[difracción (física)|''difracción'']] y ''[[difracción de Fraunhofer]]''.

Se requieren modelos más rigurosos, que impliquen el modelado de campos eléctricos y magnéticos de la onda de luz, cuando se trata de la interacción detallada de la luz con materiales en los que la interacción depende de sus propiedades eléctricas y magnéticas. Por ejemplo, el comportamiento de una onda de luz interactuando con una superficie de metal es bastante diferente de lo que sucede cuando interactúa con un material dieléctrico. También se debe usar un modelo vectorial para modelizar la luz polarizada.

Las técnicas de [[Simulación por computadora|simulación numérica]], como el [[método de los elementos finitos]], el [[método de elementos de frontera]] y el [[método de transmisión lineal matricial]], se pueden usar para modelar la propagación de la luz en sistemas que no se pueden resolver analíticamente. Dichos modelos son computacionalmente exigentes y normalmente solo se utilizan para resolver problemas de pequeña escala que requieren una precisión superior a la que se puede lograr con soluciones analíticas.<ref>{{Cita libro|año=2005|título=Introduction to Fourier Optics|url=https://books.google.com/?id=ow5xs_Rtt9AC&printsec=frontcover|edición=3ª ed,|editorial=Roberts & Co Publishers|isbn=0-9747077-2-4|autor=J. Goodman}}</ref>

Todos los resultados de la óptica geométrica se pueden reproducir utilizando las técnicas de la [[óptica de Fourier]], que aplican muchas de las mismas técnicas matemáticas y analíticas utilizadas en [[ingeniería acústica]] y [[procesamiento de señales]].

El [[haz gaussiano|haz de propagación gaussiano]] es un modelo de óptica física paraxial simple para abordar la propagación de radiación coherente, como los rayos láser. Esta técnica explica parcialmente la difracción, permitiendo cálculos precisos de la velocidad a la que un rayo láser se expande con la distancia y el tamaño mínimo al que se puede enfocar el rayo. La propagación del haz gaussiano cierra la brecha entre la óptica geométrica y la física.<ref>{{Cita libro|año=1986|título=Lasers|editorial=University Science Books|isbn=0-935702-11-3|autor=A. E. Siegman}} Chapter 16.</ref>

==== Superposición e interferencia ====
{{AP|Principio de superposición de ondas|Interferencia}}
{|class="wikitable floatright"
|-
|'''Forma de onda<br>combinada'''
|colspan="2" rowspan="3"|[[File:Interference of two waves.svg]]
|-
|'''Onda 1'''
|-
|'''Onda 2'''
|-
|<br>
|width=60px|'''Dos ondas <br>en fase'''
|width=50px|'''Dos ondas <br>desfasadas 180°'''
|}
En ausencia de efectos [[Óptica no lineal|no lineales]], el [[principio de superposición]] puede usarse para predecir la configuración de las formas de onda que interactúan mediante la simple suma de las perturbaciones.<ref name=interference /> Esta interacción de ondas para producir un patrón resultante generalmente se denomina «[[interferencia]]» y puede dar como resultado una gran variedad de resultados. Si dos ondas de la misma longitud de onda y frecuencia están ''en [[Fase (onda)|fase]]'', las crestas y los valles de las ondas se alinean. Esto da como resultado una interferencia, con un aumento en la amplitud de la onda, que para la luz se asocia con un brillo de la forma de onda en esa ubicación. Alternativamente, si las dos ondas de la misma longitud de onda y frecuencia están desfasadas, las crestas de onda se alinearán con los valles de cada onda y viceversa. Esto da como resultado una interferencia con una disminución en la amplitud de la onda, que para la luz se asocia con un oscurecimiento de la forma de onda en esa ubicación. Véase a continuación una ilustración de este efecto.<ref name=interference>{{Cita libro|año=1992|título=University Physics 8e|editorial=Addison-Wesley|isbn=0-201-52981-5|autor=H. D. Young}}Chapter 37</ref>

[[Archivo:Dieselrainbow.jpg|miniatura|derecha|300px|Película delgada de aceite derramada sobre un charco. Los patrones coloridos son debidos a la reflexión e interferencia de la luz entre los diferentes medios]]

Como el [[Principio de Fresnel - Huygens]] establece que cada punto de un frente de onda está asociado con la producción de una nueva perturbación, es posible que un frente de onda se interfiera de manera constructiva o destructiva en diferentes ubicaciones, produciendo franjas brillantes y oscuras en patrones regulares y predecibles.<ref name=interference /> La [[interferometría]] es la ciencia que mide estos patrones, generalmente como un medio para hacer determinaciones precisas de distancias o [[resolución óptica|resoluciones ópticas]].<ref name=interferometry>{{Cita libro|año=2003|título=Optical Interferometry|url=http://www.astro.lsa.umich.edu/~monnier/Publications/ROP2003_final.pdf|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20080406215913/http://www.astro.lsa.umich.edu/~monnier/Publications/ROP2003_final.pdf|fechaarchivo=6 de abril de 2008|urlmuerta=no|edición=2ª|editorial=Academic Press|isbn=0-12-325220-2|ubicación=San Diego, USA|autor=P. Hariharan}}</ref> El [[interferómetro de Michelson]] es un instrumento famoso que usaba efectos de interferencia para medir con precisión la velocidad de la luz.<ref>{{Cita libro|año=1977|título=Cradle of Greatness: National and World Achievements of Ohio's Western Reserve|editorial=Shaker Savings Association|ubicación=Cleveland|autor=E. R. Hoover}}</ref>

La apariencia de películas finas y revestimientos se ve directamente afectada por los efectos de interferencia. La [[supresión de reflejos]] utiliza la interferencia destructiva para reducir la reflectividad de las superficies que recubren, y se pueden usar para minimizar el deslumbramiento y los reflejos no deseados. El caso más simple es una sola capa con un grosor de un cuarto de la longitud de onda de la luz incidente. La onda reflejada desde la parte superior de la película y la onda reflejada desde la interfaz película/material están exactamente desfasadas 180°, lo que causa interferencia destructiva. Las ondas solo están exactamente desfasadas para una longitud de onda determinada, que normalmente se elige para estar cerca del centro del espectro visible, alrededor de 550&nbsp;nm. Los diseños más complejos que utilizan capas múltiples pueden lograr una baja reflectividad en una banda ancha o una reflectividad extremadamente baja en una sola longitud de onda.

La interferencia constructiva en películas delgadas puede crear un fuerte reflejo de la luz en un rango de longitudes de onda, que puede ser estrecho o amplio dependiendo del diseño del recubrimiento. Estas películas se usan para hacer [[espejo dieléctrico|espejos dieléctricos]], [[filtro de interferencia|filtros de interferencia]], [[reflector de calor|reflectores de calor]] y filtros para separación de colores en cámaras de [[televisión en color]]. Este efecto de interferencia también es lo que causa los coloridos patrones del arco iris que se ven en las manchas de petróleo y en las pompas de jabón.<ref name=interference />

==== Difracción y resolución óptica ====
{{AP|Difracción|Resolución óptica}}
[[Archivo:Double slit diffraction.svg|300px|derecha|miniatura|Difracción en dos ranuras separadas por la distancia <math>d</math>. Las franjas brillantes se producen a lo largo de las alineaciones donde las líneas negras se cruzan con líneas negras y las líneas blancas se cruzan con líneas blancas. Estas franjas están separadas por el ángulo <math>\theta</math> y están numeradas con el índice <math>m</math>]]

La difracción es el proceso por el que la interferencia de la luz se observa más comúnmente. El efecto fue descrito por primera vez en 1665 por [[Francesco Maria Grimaldi]], quien también acuñó el término del latín ''diffringere'', para «romperse en trozos».<ref>{{Cita libro|año=1760|título=Memoires pour l'histoire des sciences et des beaux arts|url=https://books.google.com/?id=3OgDAAAAMAAJ&pg=PP151|editorial=Impr. de S. A. S.; Chez E. Ganeau|página=149|ubicación=París|autor=J. L. Aubert}}</ref><ref>{{Cita libro|año=1831|título=A Treatise on Optics|url=https://books.google.com/?id=opYAAAAAMAAJ&pg=RA1-PA95|editorial=Longman, Rees, Orme, Brown & Green and John Taylor|página=95|ubicación=London|autor=D. Brewster}}</ref> Posteriormente en ese mismo siglo, Robert Hooke e Isaac Newton también describieron fenómenos que ahora se conocen como difracción en [[anillos de Newton]],<ref>{{Cita libro|año=1665|título=Micrographia: or, Some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses|editorial=J. Martyn and J. Allestry|isbn=0-486-49564-7|ubicación=London|autor=R. Hooke}}</ref> mientras que [[James Gregory]] registró sus observaciones sobre los patrones de difracción de las plumas de ave.<ref>{{Cita publicación|año=1940–1941|título=Early Scottish Relations with the Royal Society: I. James Gregory, F.R.S. (1638–1675)|volumen=3|doi=10.1098/rsnr.1940.0003|jstor=531136|página=22|publicación=Notes and Records of the Royal Society of London|autor=H. W. Turnbull}}</ref>

El primer modelo de la difracción utilizando la óptica física se basó en el [[principio de Fresnel - Huygens|principio de Fresnel-Huygens]], y fue desarrollado en 1803 por [[Thomas Young]] mediante su [[experimento de Young|experimento de la doble rendija]], analizando los patrones de interferencia de dos ranuras estrechamente espaciadas. Demostró que sus resultados solo podían explicarse si las dos ranuras actuaban como dos únicas fuentes de ondas en lugar de corpúsculos.<ref>{{Cita libro|año=2003|título=Everything's Relative and Other Fables in Science and Technology|editorial=Wiley|isbn=0-471-20257-6|ubicación=New Jersey|autor=T. Rothman|enlaceautor=Tony Rothman|url=https://archive.org/details/everythingsrelat0000roth}}</ref> En 1815 y 1818, [[Augustin Fresnel]] estableció firmemente las matemáticas de cómo la interferencia de ondas puede explicar la difracción.<ref name=hecht />

Los modelos físicos más simples de difracción usan ecuaciones que describen la separación angular de franjas claras y oscuras debido a la luz de una longitud de onda particular (λ). En general, la ecuación toma la forma

: <math>m \lambda = d \sin \theta</math>

donde <math>d</math> es la separación entre dos fuentes de frente de onda (en el caso de los experimentos de Young, fueron [[Experimento de Young|dos ranuras]]), <math>\theta</math> es la separación angular entre la franja central y la franja de orden <math>m_\text{ésimo}</math>, donde el máximo central es <math>m = 0</math>.<ref name=diffraction>{{Cita libro|año=1992|título=University Physics 8e|editorial=Addison-Wesley|isbn=0-201-52981-5|autor=H. D. Young}}Chapter 38</ref>

Esta ecuación se modifica ligeramente para tener en cuenta una variedad de situaciones tales como la difracción a través de un espacio único, la difracción a través de rendijas múltiples o la difracción a través de una [[red de difracción]] que contiene un gran número de rendijas a igual espaciado.<ref name=diffraction /> Los modelos de difracción más complicados requieren trabajar con las matemáticas de [[Difracción de Fresnel|Fresnel]] o de [[Difracción de Fraunhofer|Fraunhofer]].<ref name=phyoptics>{{Cita libro|año=1968|título=Geometrical and Physical Optics, 2nd Edition|editorial=Longmans|ubicación=London|autor=R. S. Longhurst}}</ref>

La [[cristalografía de rayos X]] hace uso del hecho de que los átomos en un [[cristal]] tienen un espaciado regular a distancias que están en el orden de un [[ángstrom]]. Para ver los patrones de difracción, se hacen pasar rayos X con longitudes de onda similares a ese espaciado a través del cristal. Dado que los cristales son objetos tridimensionales en lugar de rejillas bidimensionales, el patrón de difracción asociado varía en dos direcciones según la [[ley de Bragg]], y los puntos brillantes asociados se producen en patrones únicos y <math>d</math> es el doble del espaciado entre átomos.<ref name=diffraction />

Los efectos de la difracción limitan la sensibilidad de un detector óptico a la separación entre dos fuentes de luz, determinando su [[resolución óptica]]. En general, la luz que pasa por una [[apertura]] experimentará difracción, y las mejores imágenes que se pueden crear a través de esta apertura (como se describe en un ''sistema limitado por la difracción'') aparecen como un punto central con anillos brillantes circundantes, separados por franjas oscuras; este patrón se conoce como [[disco de Airy]].<ref name=hecht /> El tamaño de dicho disco viene dado por

: <math> \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}</math>

donde ''θ'' es la resolución angular, ''λ'' es la [[longitud de onda]] de la luz, y ''D'' es el [[diámetro]] de la apertura del objetivo. Si la separación angular de los dos puntos es significativamente menor que el radio angular del disco de Airy, entonces los dos puntos no se pueden resolver en la imagen, pero si su separación angular es mucho mayor que esta, se forman imágenes distintas de los dos puntos y por lo tanto, se pueden resolver. [[John Strutt, tercer barón Rayleigh|Rayleigh]] definió la «[[resolución óptica]]» de forma arbitraria como los dos puntos cuya separación angular es igual al radio del disco de Airy (medido al primer anillo nulo, es decir, al primer lugar donde no se ve luz) que pueden considerarse resueltos. Se puede ver que cuanto mayor es el diámetro de la lente o su apertura, más fina es la resolución.<ref name=diffraction /> La [[Interferómetro astronómico|interferometría astronómica]], con su capacidad para emular aperturas de línea de base extremadamente grandes, permite la mayor resolución angular posible.<ref name=interferometry />

Para imágenes astronómicas, la atmósfera impide que se logre una resolución óptima en el espectro visible debido a la [[scattering|dispersión]] atmosférica que provoca el titilado de las estrellas. Los astrónomos se refieren a este efecto como la calidad de [[seeing|visualización]]. Las técnicas conocidas como [[óptica adaptativa]] se han utilizado para eliminar la alteración atmosférica de las imágenes y lograr resultados que se acercan al límite de difracción.<ref>[https://web.archive.org/web/20081005013157/http://www.mrao.cam.ac.uk/telescopes/coast/theses/rnt/ Lucky Exposures: Diffraction limited astronomical imaging through the atmosphere]'' by Robert Nigel Tubbs</ref>

==== Dispersión ====
{{AP|Dispersión de la luz|Scattering|l2=Difusión}}
[[Archivo:Light dispersion conceptual waves.gif|miniatura|derecha|Animación conceptual de la dispersión de la luz a través de un prisma. Las frecuencias altas (azul) son más desviadas que las bajas (rojo).]]

Los procesos de refracción tienen lugar en el límite de la óptica física, donde la longitud de onda de la luz es similar a otras distancias, como en un fenómeno del tipo de la dispersión. El tipo más simple de dispersión es la [[dispersión de Thomson]], que ocurre cuando las ondas electromagnéticas son desviadas por partículas individuales. En el límite de la dispersión de Thomson, en la que la naturaleza ondulatoria de la luz es evidente, la luz se dispersa independientemente de la frecuencia, en contraste con el [[efecto Compton]], que depende de la frecuencia y es estrictamente un proceso de [[mecánica cuántica]], que involucra la naturaleza de la luz como un haz de partículas. En un sentido estadístico, la dispersión elástica de la luz provocada por numerosas partículas mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz es un proceso conocido como [[dispersión de Rayleigh]], mientras que el proceso similar para dispersar partículas similares o mayores que la longitud de onda se conoce como [[difusión de Mie]] siendo el [[efecto Tyndall]] un resultado comúnmente observado. Una pequeña proporción de la dispersión de la luz producida por átomos o moléculas puede sufrir [[efecto Raman]], donde la frecuencia cambia debido a la excitación de los átomos y las moléculas. La [[dispersión de Brillouin]] se produce cuando la frecuencia de la luz varía debido a los cambios locales con el tiempo y los movimientos de un material denso.<ref>{{Cita libro|autor1=C. F. Bohren|autor2=D. R. Huffman|año=1983|título=Absorption and Scattering of Light by Small Particles|editorial=Wiley|isbn=0-471-29340-7|lastauthoramp=yes}}</ref>

La dispersión tiene lugar cuando diferentes frecuencias de luz tienen [[Velocidad de fase|velocidades de fase]] diferentes, debido a las propiedades del material (''dispersión del material'') o a la geometría de una [[guía de onda]] óptica (''dispersión de guía de onda''). La forma más familiar de dispersión es una disminución en el índice de refracción con el aumento de la longitud de onda, que se observa en la mayoría de los materiales transparentes. Esto se llama «dispersión normal». Ocurre en todos los [[Dieléctrico|materiales dieléctricos]], en rangos de longitud de onda donde el material no absorbe la luz.<ref name=J286>{{Cita libro|año=1975|título=Classical Electrodynamics|edición=2ª|editorial=Wiley|isbn=0-471-43132-X|página=[https://archive.org/details/classicalelectro00jack_0/page/286 286]|autor=J. D. Jackson|url=https://archive.org/details/classicalelectro00jack_0/page/286}}</ref> En los rangos de longitud de onda donde un medio tiene una absorción significativa, el índice de refracción puede aumentar con la longitud de onda. Este fenómeno se denomina «dispersión anómala».<ref name=Geoptics/><ref name=J286/>

La separación de colores por un prisma es un ejemplo de dispersión normal. En las superficies del prisma, la ley de Snell predice que la luz incidente en un ángulo θ a la normal se refracta en un ángulo igual al [arco seno (sin (θ)/''n'')]. Por lo tanto, la luz azul, con su índice de refracción más alto, se desvía con más fuerza que la luz roja, lo que da como resultado el conocido patrón del [[arcoíris]].<ref name=Geoptics />

[[Archivo:Wave group.gif|Dispersión: dos sinusoides propagándose a diferentes velocidades generan un patrón de interferencia variable. El punto rojo se mueve con la [[velocidad de fase]], y los puntos verdes se propagan con la [[velocidad de grupo]]. En este caso, la velocidad de fase duplica a la velocidad de grupo. El punto rojo se superpone a los dos puntos verdes cuando se mueve de la izquierda a la derecha de la imagen. Las ondas individuales (que viajan con la velocidad de fase) escapan del paquete de ondas (que viajan con la velocidad de grupo).]]

La dispersión de un material a menudo se caracteriza por el [[número de Abbe]], que proporciona una medida de la dispersión simple basada en el índice de refracción en tres longitudes de onda específicas. La dispersión de conducción de onda depende de la [[constante de propagación]].<ref name=hecht /> Ambos tipos de dispersión provocan cambios en las características del grupo de la onda y en las características del paquete de onda, que cambian con la misma frecuencia que la amplitud de la propia onda electromagnética. La «dispersión de la velocidad de grupo» se manifiesta como una dispersión de la «envolvente» de la señal de la radiación y se puede cuantificar con un parámetro de retardo de la dispersión de grupo:

: <math>D = \frac{1}{v_g^2} \frac{dv_g}{d\lambda}</math>

donde <math>v_g</math> es la [[velocidad de grupo]].<ref name=optnet>{{Cita libro|autor1=R. Ramaswami|autor2=K. N. Sivarajan|año=1998|título=Optical Networks: A Practical Perspective|url=https://books.google.com/books?id=WpByp4Ip0z8C&printsec=frontcover|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20151027164628/https://books.google.com/books?id=WpByp4Ip0z8C&printsec=frontcover|fechaarchivo=27 de octubre de 2015|urlmuerta=no|editorial=Academic Press|isbn=0-12-374092-4|ubicación=London}}</ref> Para un medio uniforme, la velocidad del grupo es

: <math>v_g = c \left( n - \lambda \frac{dn}{d\lambda} \right)^{-1}</math>

donde ''n'' es el índice de refracción y ''c'' es la velocidad de la luz en el vacío.<ref>Brillouin, Léon. ''Wave Propagation and Group Velocity''. Academic Press Inc., New York (1960)</ref> Esto proporciona una forma más simple para el parámetro de retardo de la dispersión:

: <math>D = - \frac{\lambda}{c} \, \frac{d^2 n}{d \lambda^2}.</math>

Si ''D'' es menor que cero, se dice que el medio tiene ''dispersión positiva'' o dispersión normal. Si ''D'' es mayor que cero, el medio tiene ''dispersión negativa''. Si un pulso de luz se propaga a través de un medio normalmente dispersivo, el resultado es que los componentes de frecuencia más alta se ralentizan más que los componentes de frecuencia más baja. Por lo tanto, el pulso se convierte en ''positivamente [[frecuencia modulada pulsada|pulsante]]'', aumentando su frecuencia con el tiempo. Esto hace que el espectro que sale de un prisma aparezca con la luz roja menos refractada y la luz azul/violeta más refractada. Por el contrario, si un pulso viaja a través de un medio dispersivo anómalo (negativo), los componentes de alta frecuencia viajan más rápido que los de baja frecuencia y el pulso se vuelve «negativamente pulsante», disminuyendo en frecuencia con el tiempo.<ref>{{Cita libro|autor1=M. Born|autor2=E. Wolf|año=1999|título=Principle of Optics|editorial=Cambridge University Press|isbn=0-521-64222-1|páginas=14–24|ubicación=Cambridge|lastauthoramp=yes|enlaceautor=Max Born}}</ref>

El resultado de la dispersión de la velocidad del grupo, ya sea negativa o positiva, es la dispersión temporal del pulso. Esto hace que la gestión de la dispersión sea extremadamente importante en los sistemas de comunicaciones ópticas basados en la [[fibra óptica]], ya que si la dispersión es demasiado alta, un grupo de pulsos que codifican una información binaria se dispersarán en el tiempo y se fusionarán,lo que hará imposible extraer la señal.<ref name=optnet />

==== Polarización ====
{{AP|Polarización electromagnética|l1=Polarización}}
{|class="floatright"
|+ '''Formas de polarización'''
|-
||[[Archivo:Polarisation (Linear).svg|centrado|120px|Diagrama de la polarización lineal]]
<center>''Lineal''</center>
||[[Archivo:Polarisation (Circular).svg|centrado|120px|Diagrama de la polarización circular]]
<center>''Circular''</center>
||[[Archivo:Polarisation (Elliptical).svg|centrado|120px|Diagrama de la polarización elíptica]]
<center>''Elíptica''</center>
|}
La polarización es una propiedad general de las ondas que describe la orientación de sus oscilaciones. Para [[onda transversal|ondas transversales]], como muchas ondas electromagnéticas, describe la orientación de las oscilaciones en el plano perpendicular a la dirección de desplazamiento de la onda. Las oscilaciones pueden orientarse en una sola dirección ([[polarización lineal]]), o la dirección de oscilación puede rotar a medida que la onda se desplaza ([[Polarización circular|circular]] o [[polarización elíptica|elíptica]]). Las ondas polarizadas circularmente pueden girar hacia la derecha o hacia la izquierda respecto a la dirección de desplazamiento, y cuál de esas dos rotaciones está presente en una onda se denomina [[Polarimetría|quiralidad]]<ref name=light>{{Cita libro|año=1992|título=University Physics 8e|editorial=Addison-Wesley|isbn=0-201-52981-5|autor=H. D. Young}}Chapter 34</ref> de la onda.

La forma típica de considerar la polarización es realizar un seguimiento de la orientación del [[vector]] del campo eléctrico a medida que la onda electromagnética se propaga. El vector de campo eléctrico de una onda plana se puede dividir arbitrariamente en dos [[Vector|componentes]] perpendiculares con las denominaciones ''x'' e ''y'' (con '''z''' indicando la dirección de propagación). La forma proyectada en el plano xy por el vector del campo eléctrico es una [[curva de Lissajous|figura de Lissajous]] que describe el «estado de polarización».<ref name=hecht /> Las figuras anteriores muestran algunos ejemplos de la evolución del vector del campo eléctrico (azul), con el tiempo (el eje vertical), en un punto particular en el espacio, junto con sus componentes ''x'' e ''y'' (rojo/izquierda y verde/derecha), y la ruta trazada por el vector en el plano (violeta): la misma evolución ocurriría si se observa el campo eléctrico en la dirección opuesta a la propagación en un momento particular mientras el punto evoluciona en el espacio.

En la figura anterior, los componentes ''x'' e ''y'' de la onda de luz están en fase. En este caso, la relación de sus amplitudes es constante, por lo que la dirección del vector eléctrico (el vector suma de estos dos componentes) es constante. Como la punta del vector traza una sola línea en el plano, este caso especial se llama [[polarización lineal]]. La dirección de esta línea depende de las amplitudes relativas de los dos componentes.<ref name=light />

En la figura central, las dos componentes ortogonales tienen las mismas amplitudes y están desfasadas 90°. En este caso, un componente es cero cuando el otro componente está en amplitud máxima o mínima. Hay dos posibles relaciones de fase que satisfacen este requisito: el componente ''x'' puede estar 90° por delante del componente ''y'' o puede estar 90° por detrás del componente ''y''. En este caso especial, el vector eléctrico traza un círculo en el plano, por lo que esta polarización se denomina polarización circular. La dirección de rotación en el círculo depende de cuál de las dos relaciones de fase existe y corresponden a la «polarización circular dextrógira» y a la «polarización circular levógira».<ref name=hecht />

En todos los demás casos, cuando los dos componentes no tienen las mismas amplitudes y/o su diferencia de fase no es cero ni múltiplo de 90°, la polarización se llama [[polarización elíptica]] porque el vector eléctrico traza una [[elipse]] en el plano (la ''elipse de polarización''). Esto se muestra en la figura de arriba a la derecha. Las matemáticas detalladas de la polarización utilizan el [[cálculo de Jones]] y se caracterizan por los [[parámetros de Stokes]].<ref name=hecht />

===== Cambio de polarización =====
Los medios que tienen diferentes índices de refracción para diferentes modos de polarización se llaman ''[[Birrefringencia|birrefringentes]]''.<ref name=light /> Manifestaciones bien conocidas de este efecto aparecen en [[lámina de onda|láminas de onda]]/retardadores ópticos (modos lineales) y en el [[efecto Faraday]]/[[actividad óptica]] (modos circulares).<ref name=hecht /> Si la longitud de la ruta en el medio birrefringente es suficiente, las ondas de polarización plana saldrán del material con una dirección de propagación significativamente diferente, debido a la [[refracción]]. Por ejemplo, este es el caso de los cristales macroscópicos de [[calcita]], que presentan al espectador dos imágenes desplazadas, ortogonalmente polarizadas, de lo que se ve a través de ellos. Fue este efecto el que proporcionó el primer descubrimiento de un fenómeno de polarización por [[Rasmus Bartholin]] en 1669. Además, el cambio de fase, y por lo tanto, el cambio en el estado de polarización, generalmente depende de la frecuencia, lo que, en combinación con el [[dicroísmo]], a menudo da lugar a colores brillantes y efectos tipo arcoíris. En [[mineralogía]], dichas propiedades, conocidas como [[pleocroísmo]], se explotan con frecuencia con el fin de identificar minerales utilizando [[microscopio]]s con luz polarizada. Además, muchos plásticos que normalmente no son birrefringentes llegan a serlo cuando están sujetos a [[tensión mecánica]], un fenómeno que es la base de los métodos de [[fotoelasticidad]].<ref name=light /> Para hacer rotar la polarización lineal de haces de luz, además del [[polarizador rotativo]], existen prismáticos que usan la [[reflexión interna total]] en un conjunto de prismas diseñado para obtener una transmisión colineal eficiente.<ref>{{Cita libro|año=2015|título=Tunable Laser Optics|url=http://www.tunablelaseroptics.com|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20150402145942/https://www.tunablelaseroptics.com/|fechaarchivo=2 de abril de 2015|urlmuerta=no|edición=2ª|editorial=CRC|isbn=978-1-4822-4529-5|páginas=117–120|ubicación=New York|autor=F. J. Duarte|enlaceautor=F. J. Duarte}}</ref>

[[Archivo:Malus law.svg|derecha|miniatura|350px|Un polarizador cambiando la orientación de la luz polarizada linealmente.<br />En esta imagen, ''θ''<sub>1</sub> – ''θ<sub>0</sub>'' = ''θ<sub>i</sub>''.]]

Los medios que reducen la amplitud de ciertos modos de polarización se llaman ''[[Dicroísmo|dicróicos]]'', con dispositivos que bloquean casi toda la radiación en unos dispositivos conocidos como ''[[filtro polarizador|filtros polarizadores]]'' o simplemente ''polarizadores''. La ley de Malus, que lleva el nombre de [[Étienne-Louis Malus]], dice que cuando se coloca un polarizador perfecto en un haz de luz polarizado lineal, la intensidad, ''I'', de la luz que lo atraviesa viene dada por

: <math> I = I_0 \cos^2 \theta_i \quad</math>
donde
: '' I''<sub>0</sub> es la intensidad inicial, y
: '' θ<sub>i</sub> '' es el ángulo entre la dirección de polarización inicial de la luz y el eje del polarizador.<ref name=light />

Se puede pensar que un haz de luz no polarizada contiene una mezcla uniforme de polarizaciones lineales en todos los ángulos posibles. Dado que el valor promedio de <math>\cos^2 \theta</math> es 1/2, el coeficiente de transmisión se convierte en

: <math> \frac {I}{I_0} = \frac {1}{2}\quad</math>

En la práctica, se pierde algo de luz en el polarizador y la transmisión real de luz no polarizada será algo menor, alrededor del 38% para los polarizadores de tipo Polaroid pero considerablemente mayor (>49.9%) para algunos tipos de prismas birrefringentes.<ref name=hecht />

Además de la birrefringencia y el dicroísmo en medios extensos, los efectos de la polarización también pueden ocurrir en la interfaz (reflectante) entre dos materiales de diferente índice de refracción. Estos efectos son tratados por las [[ecuaciones de Fresnel]]. Parte de la onda se transmite y parte se refleja, y la relación depende del ángulo de incidencia y del ángulo de refracción. De esta manera, la óptica física se relaciona con la física ondulatoria a través del parámetro denominado: [[ángulo de Brewster]].<ref name=hecht /> Cuando la luz se refleja desde una [[película delgada]] en una superficie, la interferencia entre las reflexiones de las superficies de la película puede producir polarización en la luz reflejada y en la transmitida.

===== Luz natural =====
[[Archivo:CircularPolarizer.jpg|derecha|miniatura|400px|Efecto de un [[Filtro fotográfico|filtro polarizador]] en una fotografía del cielo. La imagen de la izquierda se ha tomado sin polarizador. En la imagen de la derecha, se ajustó el filtro para eliminar ciertas polarizaciones de la luz azul dispersa del cielo.]]

La mayoría de las fuentes de radiación electromagnética contienen una gran cantidad de átomos o moléculas que emiten luz. La orientación de los campos eléctricos producidos por estos emisores puede no estar [[Correlación|correlacionada]], en cuyo caso se dice que la luz está «no polarizada». Si hay una correlación parcial entre los emisores, la luz está «parcialmente polarizada». Si la polarización es constante en todo el espectro de la fuente, la luz parcialmente polarizada se puede describir como una superposición de un componente completamente no polarizado, y uno completamente polarizado. La luz puede describirse en términos de su [[grado de polarización]] y según los parámetros de la elipse de polarización.<ref name=hecht />

Cuando es reflejada por materiales transparentes y brillantes, está parcial o totalmente polarizada, excepto si la luz es normal (perpendicular) a la superficie. Fue este efecto el que permitió al matemático [[Étienne-Louis Malus]] realizar las mediciones que permitieron desarrollar los primeros modelos matemáticos de la luz polarizada. La polarización se produce cuando la luz se dispersa en la [[atmósfera terrestre]]. La luz dispersa produce el brillo y el color del [[cielo]] despejado. Esta polarización parcial de la luz dispersada se puede aprovechar al usar filtros polarizadores para oscurecer el cielo en determinadas [[fotografía]]s. La polarización óptica es principalmente importante en [[química]], debido al [[dicroísmo circular]] y a la [[actividad óptica]] («birrefringencia circular») exhibida por [[molécula]]s [[Quiralidad (química)|quirales]] [[Actividad óptica|ópticamente activas]].<ref name=hecht />


== Óptica moderna ==
{{AP|Óptica física|Ingeniería óptica}}

La ''óptica moderna'' abarca áreas de la ciencia óptica y de la ingeniería que se hicieron populares en el {{siglo|XX||s}}. 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 [[fotomultiplicador]]es y [[canaltrón|canaltrones]], responden a fotones individuales. Los [[sensor de imagen|sensores de imagen]] electrónicos, como los [[Dispositivo de carga acoplada|CCDs]], exhiben un [[ruido de disparo]] correspondiente a las estadísticas de eventos de fotones individuales. Los [[Led|LED]]s y las [[célula fotoeléctrica|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]].<ref>[[Daniel Frank Walls|D. F. Walls]] and G. J. Milburn ''Quantum Optics'' (Springer 1994)</ref>

Las áreas de especialidad de investigación óptica incluyen el estudio de cómo la luz interactúa con materiales específicos como en la [[óptica de cristales]] y en [[metamaterial]]es. Otra línea de investigación se centra en los fenómenos asociados a las ondas electromagnéticas como en las [[vórtice óptico|singularidades ópticas]], la [[óptica sin imagen]], la [[óptica no lineal]], la [[óptica estadística]] y la [[radiometría]]. Además, la [[ingeniería en computación]] se ha interesado en la [[óptica integrada]], las [[máquina de visión|máquinas de visión]] y las [[computadora óptica|computadoras ópticas]] como posibles componentes de la «próxima generación» de ordenadores.<ref>{{Cita libro|fecha=16 de enero de 1991|título=Optical computer architectures: the application of optical concepts to next generation computers|url=https://books.google.com/books?id=RuRRAAAAMAAJ|fechaacceso=12 de julio de 2012|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20130529025602/http://books.google.com/books?id=RuRRAAAAMAAJ|fechaarchivo=29 de mayo de 2013|urlmuerta=no|editorial=Wiley|isbn=978-0-471-63242-9|autor=Alastair D. McAulay}}</ref>

En la actualidad, la ciencia pura de la óptica se llama ciencia óptica o [[física óptica]] para distinguirla de las ciencias ópticas aplicadas, que se conocen como [[ingeniería óptica]]. Los subcampos destacados de la ingeniería óptica incluyen la [[Iluminación física|ingeniería de la iluminación]], la [[fotónica]] y la [[optoelectrónica]], con aplicaciones prácticas como el diseño óptico de lentes, la fabricación y prueba de componentes ópticos y el [[procesamiento digital de imágenes]]. Algunos de estos campos se superponen, con límites nebulosos entre los términos que describen las respectivas disciplinas, que significan cosas ligeramente diferentes en diferentes partes del mundo y en diferentes áreas de la industria. En las últimas décadas se ha desarrollado una comunidad profesional de investigadores en óptica no lineal, gracias a los avances en [[Láser|tecnología láser]].<ref>{{Cita libro|año=1984|título=The principles of nonlinear optics|editorial=New York, Wiley-Interscience|isbn=0-471-88998-9|autor=Y. R. Shen}}
</ref>

=== Láser ===
{{AP|Láser}}
[[File:Military laser experiment.jpg|miniatura|Experimentos con [[láser]]es de alta potencia son parte de la moderna investigación óptica.]]

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»).<ref>{{Cita web|título=laser|url=http://dictionary.reference.com/browse/laser|fechaacceso=15 de mayo de 2008|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20080331135923/http://dictionary.reference.com/browse/laser|fechaarchivo=31 de marzo de 2008|urlmuerta=no|editorial=[[Reference.com]]}}</ref> La luz láser es generalmente [[Luz coherente|coherente]], lo que significa que se emite en un estrecho haz de baja [[Divergencia (haz)|divergencia]] o que puede convertirse en uno de estos haces con la ayuda de componentes ópticos como las [[lente]]s. Debido a que el equivalente en [[microondas]] del láser, el "máser", se desarrolló primero, los dispositivos que emiten frecuencias de microondas y de [[Radiofrecuencia|radio]] generalmente se llaman "másers".<ref>[http://nobelprize.org/physics/laureates/1964/townes-lecture.pdf Charles H. Townes – Nobel Lecture] nobelprize.org</ref>

[[Archivo:The VLT’s Artificial Star.jpg|miniatura|izquierda|El telescopio [[Very Large Telescope|VLT]] utiliza una "estrella virtual láser" para su calibración.<ref>{{Cita noticia|título=The VLT’s Artificial Star|url=http://www.eso.org/public/images/potw1425a/|fechaacceso=25 de junio de 2014|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20140703151816/http://www.eso.org/public/images/potw1425a/|fechaarchivo=3 de julio de 2014|urlmuerta=no|periódico=ESO Picture of the Week}}</ref>]]

El primer láser en funcionamiento fue presentado el 16 de mayo de 1960 por [[Theodore Harold Maiman]] en los [[Hughes Aircraft|Hughes Research Laboratories]].<ref>{{Cita web|título=The first laser|url=https://web.archive.org/web/20080517082709|fechaacceso=15 de mayo de 2008|editorial=University of Chicago|autor=C. H. Townesarchivedate=2008-05-17}}</ref> Cuando se inventaron se los llamó "una solución que busca un problema".<ref>{{Cita libro|año=2003|editor1=Laura Garwin|editor2=Tim Lincoln|título=A Century of Nature: Twenty-One Discoveries that Changed Science and the World|editorial=University of Chicago Press|isbn=0-226-28413-1|páginas=[https://archive.org/details/centuryofnaturet00garw/page/107 107–12]|capítulo=The first laser|url-capítulo=https://web.archive.org/web/20080517082709/http://www.press.uchicago.edu|autor=C. H. Townes|enlaceautor=Charles Hard Townes|url=https://archive.org/details/centuryofnaturet00garw/page/107}}</ref> Desde entonces los láseres se han convertido en una industria multimillonaria, con utilidad en miles de aplicaciones muy variadas. La primera aplicación de láser visible en la vida cotidiana de la población general fue el escáner de [[código de barras]] de los supermercados, introducido en 1974.<ref>[http://www.denso-wave.com/en/adcd/fundamental/barcode/index.html What is a bar code?] denso-wave.com</ref> El reproductor [[laserdisc]], presentado en 1978, fue el primer producto de consumo exitoso en incluir un láser, pero el reproductor de [[disco compacto]] fue el primer dispositivo equipado con láser verdaderamente común en los hogares de los consumidores desde 1982.<ref name=BBC6950933>{{Cita noticia|fecha=17 de agosto de 2007|título=How the CD was developed|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6950933.stm|fechaacceso=17 de agosto de 2007|urlarchivo=https://www.webcitation.org/65X2LbVaz?url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6950933.stm|fechaarchivo=18 de febrero de 2012|urlmuerta=no|editorial=BBC News}}</ref> Estos dispositivos de [[almacenamiento óptico]] usan un [[diodo láser]] de menos de un milímetro de ancho con el que escanean la superficie del disco para la recuperación de datos. Las [[Comunicación por fibra óptica|comunicaciones por fibra óptica]] dependen de los láseres para transmitir grandes cantidades de información a la velocidad de la luz. Otras aplicaciones comunes de los láseres incluyen las [[impresora láser|impresoras láser]] y los [[puntero láser|punteros láser]]. También se usan en medicina en áreas como la [[bisturí láser|cirugía general]], la [[cirugía refractiva]] y la [[microdisección láser]]; así como en aplicaciones militares como [[antimisil|sistemas antimisil]], [[DIRCM|contramedidas electro-ópticas]] y sistemas [[lIDAR]]. Los láseres también se usan en [[holografía]], [[grabado 3D|grabados 3D]], [[pantalla láser|pantallas láser]] y [[depilación láser]].<ref>{{Cita libro|autor1=J. Wilson|autor2=J.F.B. Hawkes|año=1987|título=Lasers: Principles and Applications, Prentice Hall International Series in Optoelectronics|editorial=Prentice Hall|isbn=0-13-523697-5|lastauthoramp=yes}}</ref>

En construcción se utilizan como [[corte con láser|herramientas de corte]] de planchas metálicas; en geodesia y topografía los [[telémetro láser|telémetros láser]] sirven para la medida precisa de distancias (como en el caso extremo de la medición de la distancia entre la Tierra y la Luna, utilizando los espejos situados en la superficie del satélite por distintas misiones espaciales); y en la navegación aeronáutica son la base de los [[giróscopo láser de anillo|giróscopos láser de anillo]].

Así mismo, en algunos tipos de [[reactores de fusión nuclear]] se utilizan rayos láser de gran potencia para alcanzar las elevadas temperaturas que requieren este tipo de reacciones.

=== Efecto Kapitsa-Dirac ===
El [[efecto Kapitsa-Dirac]] hace que los haces de partículas se difracten como resultado de encontrarse con una onda estacionaria de luz. La luz se puede usar para manipular fragmentos atómicos o moleculares de materia, aprovechando las propiedades de este fenómeno (véase ''[[pinza óptica]]'').

== Aplicaciones ==
La óptica es parte de la vida cotidiana. La ubicuidad de los [[visión|sistemas visuales]] en biología indica el papel central que juega la óptica como ciencia de uno de los [[Sentido (percepción)|cinco sentidos]]. Muchas personas se benefician de [[gafas]] o [[lente de contacto]], y la óptica es esencial para el funcionamiento de muchos bienes de consumo, incluidas [[cámara fotográfica|cámaras fotográficas]], de cine o de televisión. El arco iris y los [[espejismo]]s son ejemplos de fenómenos ópticos. La [[comunicación óptica|fibra óptica]] proporciona la red troncal tanto para [[Internet]] como para la [[telefonía]] moderna.

=== Ojo humano ===
[[Archivo:Eye-diagram no circles border.svg|300px|miniatura|derecha|Modelo de un ojo humano. Los elementos mencionados en este artículo son: 3. [[músculo ciliar]], 6. [[pupila]], 8. [[córnea]], 10. [[cristalino]], 22. [[nervio óptico]], 26. [[fóvea]], 30. [[retina]]]]
{{AP|Ojo humano|Fotometría (óptica)}}

El ojo humano funciona enfocando la luz sobre una capa de [[fotorreceptor]]es 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]].

Hay dos tipos de células fotorreceptoras, bastones y conos, que son sensibles a diferentes aspectos de la luz. Las células<ref name=eyeoptics>{{Cita libro|autor1=D. Atchison|autor2=G. Smith|año=2000|título=Optics of the Human Eye|url=https://archive.org/details/opticsofhumaneye0000atch|editorial=Elsevier|isbn=0-7506-3775-7|lastauthoramp=yes}}</ref> Los conos son sensibles a la intensidad de la luz en un amplio rango de frecuencia, por lo tanto son responsables de la [[visión escotópica|visión en blanco y negro]]. Los bastones no están presentes en la [[fóvea]], el área de la retina responsable de la visión central, y no son tan sensibles como los conos a los cambios espaciales y temporales de la luz. Sin embargo, hay veinte veces más bastones que conos en la retina, porque los primeros están presentes en un área más amplia. Debido a su distribución más amplia, los bastones son responsables de la [[visión periférica]].<ref name="Kandel">{{Cita libro|autor1=E. R. Kandel|autor2=J. H. Schwartz|autor3=T. M. Jessell|año=2000|título=Principles of Neural Science|edición=4ª|editorial=McGraw-Hill|isbn=0-8385-7701-6|páginas=[https://archive.org/details/isbn_9780838577011/page/507 507–513]|ubicación=New York|url=https://archive.org/details/isbn_9780838577011/page/507}}</ref>

Por el contrario, los conos son menos sensibles a la intensidad general de la luz, pero se presentan en tres variedades que son sensibles a diferentes rangos de frecuencia y, por lo tanto, se utilizan en la percepción del [[color]] y en la [[visión fotópica]]. Las células cónicas están altamente concentradas en la fóvea y tienen una agudeza visual alta, lo que significa que son mejores para la resolución espacial que las células bastón. Dado que los conos no son tan sensibles a la luz tenue como los bastones, la mayor parte de la [[visión nocturna]] se limita a los bastones. Del mismo modo, como los conos se encuentran en la fóvea, la visión central (incluida la visión necesaria para realizar la mayoría de las tareas de detalle fino, como la lecturas, la costura o el examen cuidadoso de los objetos) se realiza mediante los células conos.<ref name="Kandel" />

Los [[Músculo ciliar|músculos ciliares]] alrededor del cristalino permiten ajustar el enfoque del ojo. Este proceso se conoce como [[Acomodación (ojo)|acomodación]]. La [[presbicia]] y el [[punto remoto]] definen las distancias más cercana y más lejana al ojo en las que un objeto puede enfocarse con nitidez. Para una persona con visión normal, el punto lejano se encuentra en el infinito. La ubicación del punto cercano depende de cuánto pueden aumentar los músculos la curvatura del cristalino y de su pérdida de flexibidad con la edad. [[Optometría|Optometristas]], [[oftalmología|oftalmólogos]]s y [[óptico]]s generalmente consideran que un punto cercano apropiado está más cerca que la distancia de lectura normal, aproximadamente 25&nbsp;cm.<ref name=eyeoptics />

Los defectos en la visión pueden explicarse utilizando principios ópticos. A medida que las personas envejecen, el cristalino se vuelve menos flexible y el punto cercano se aleja del ojo, una situación conocida como [[presbicia]]. Del mismo modo, las personas que sufren de [[hipermetropía]] no pueden disminuir la distancia focal de su cristalino lo suficiente como para permitir que los objetos cercanos se vean en su retina. Por el contrario, la [[miopía]] se produce cuando el punto lejano está considerablemente más cercano que el infinito. Un problema conocido como [[astigmatismo]] se produce cuando la córnea no es esférica, sino que es más curva en una determinada dirección. Esto hace que los objetos extendidos horizontalmente se enfoquen en la retina de diferente forma que los objetos extendidos verticalmente, y da como resultado imágenes distorsionadas.<ref name=eyeoptics />

Todas estas deficiecias funcionales se pueden corregir con [[lente correctiva|lentes correctivas]]. Para la presbicia y la hipermetropía, una lente acerca el punto cercano al ojo, mientras que para la miopía, envía el punto lejano al infinito. El astigmatismo se corrige con una lente de [[Cilindro|superficie cilíndrica]] que se curva más fuertemente en una dirección que en otra, lo que compensa la falta de uniformidad de la córnea.<ref name=lensdesign>{{Cita web|título=Ophthalmic Lens Design|url=http://www.opticampus.com/cecourse.php?url=lens_design/&OPTICAMP=f1e4252df70c63961503c46d0c8d8b60|fechaacceso=12 de noviembre de 2008|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20081227021113/http://www.opticampus.com/cecourse.php?url=lens_design%2F&OPTICAMP=f1e4252df70c63961503c46d0c8d8b60|fechaarchivo=27 de diciembre de 2008|urlmuerta=no|editorial=OptiCampus.com|autor=D. Meister}}</ref>

La potencia óptica de las lentes correctoras se mide en [[dioptría]]s, un valor igual al [[Inverso multiplicativo|inverso]] de la distancia focal medida en metros. Una distancia focal positiva corresponde a una lente convergente y una distancia focal negativa correspondiente a una divergente. Para las lentes que también corrigen el astigmatismo, se dan tres números: uno para la potencia esférica, otro para la potencia cilíndrica y el tercero para el ángulo de orientación del astigmatismo.<ref name=lensdesign />

==== Efectos visuales ====
{{AP|Ilusiones ópticas|Perspectiva}}
{{Para|efectos visuales|los efectos visuales utilizados en películas, videos y gráficos por computadora}}
[[Archivo:Ponzo illusion.gif|derecha|miniatura|La ilusión de Ponzo se basa en el hecho de que las líneas paralelas parecen converger a medida que se acercan al infinito.]]

Las ilusiones ópticas (también llamadas ilusiones visuales) se caracterizan por ser imágenes [[Visión|visualmente percibidas]] que difieren de la realidad objetiva. La información recopilada por los ojos se procesa en el cerebro para dar una [[percepción]] que difiere del objeto que se está observando. Las ilusiones ópticas pueden ser el resultado de variados fenómenos, que incluyen los efectos físicos que crean imágenes que son diferentes de los objetos que los producen, los efectos fisiológicos en los ojos y en el cerebro de una estimulación excesiva (por ejemplo, brillo, inclinación, color o movimiento) y las ilusiones cognitivas en las que el ojo y el cerebro producen inferencias subconscientes.<ref>{{Cita web|fecha=2 de junio de 2008|título=Key to All Optical Illusions Discovered|url=http://www.livescience.com/strangenews/080602-foresee-future.html|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20080905122802/http://www.livescience.com/strangenews/080602-foresee-future.html|fechaarchivo=5 de septiembre de 2008|urlmuerta=no|editorial=LiveScience.com|autor=J. Bryner}}</ref>

Las ilusiones cognitivas incluyen algunas que resultan de la mala aplicación inconsciente de ciertos principios ópticos. Por ejemplo, efectos como la [[habitación de Ames]], la [[ilusión de Hering]], las de [[Ilusión de Müller-Lyer|Müller-Lyer]], [[ilusión de Orbison |Orbison]], [[ilusión de Ponzo|Ponzo]], [[ilusión de Sander|Sander]] y de [[ilusión de Wundt|Wundt]], se basan en crear la sensación de distancia mediante el uso de líneas convergentes y divergentes, de la misma manera que los rayos de luz paralelos (o de hecho, cualquier conjunto de líneas paralelas) parecen converger en un [[punto de fuga]] situado en el horizonte cuando se representa una [[perspectiva]] en dos dimensiones.<ref>[https://www.maa.org/search/node/Vanishing%20point Geometry of the Vanishing Point] [http://mathdl.maa.org/convergence/1/ Convergence] {{Wayback|url=http://mathdl.maa.org/convergence/1/ |date=20060212072618 }}</ref> Esta sugestión es también la responsable de la famosa ''[[ilusión lunar]]'', en la que la luna, a pesar de tener esencialmente el mismo [[diámetro angular]], parece mucho más grande cerca del [[horizonte]] que en el [[cenit]].<ref>[https://web.archive.org/web/20151204212728/http://facstaff.uww.edu/mccreadd/ "The Moon Illusion Explained"], 4 de diciembre de 2015, Don McCready, University of Wisconsin-Whitewater</ref> Esta ilusión confundió a [[Claudio Ptolomeo|Ptolomeo]], que incorrectamente la atribuyó a la refracción atmosférica cuando la describió en su tratado de óptica.<ref name=Ptolemy />

Otro tipo de ilusión óptica explota patrones descompuestos para engañar a la mente, de forma que perciba simetrías o asimetrías que no están realmente presentes. Los ejemplos incluyen las ilusiones de la [[ilusión de la pared de la cafetería|pared de la cafetería]], de [[Ilusión de Ehrenstein|Ehrenstein]], de la [[Ilusión de la espiral de Fraser|espiral de Fraser]], de [[ilusión de Poggendorff|Poggendorff]] y la [[ilusión de Zöllner]]. Relacionados, pero no siendo estrictamente ilusiones, están los patrones producidos por la superposición de estructuras periódicas. Por ejemplo, los tejidos [[Transparencia (física)|transparentes]] con una estructura de cuadrícula producen formas conocidas como [[patrón de Moiré]], mientras que la superposición de patrones transparentes periódicos que comprenden líneas o curvas opacas paralelas produce patrones líneales de Moiré.<ref>{{Cita libro|autor1=A. K. Jain|autor2=M. Figueiredo|autor3=J. Zerubia|año=2001|título=Energy Minimization Methods in Computer Vision and Pattern Recognition|url=https://books.google.com/?id=yb8otde21fcC&pg=RA1-PA198|editorial=Springer|isbn=978-3-540-42523-6}}</ref>

==== Instrumentos ópticos ====
[[Archivo:Table of Opticks, Cyclopaedia, Volume 2.jpg|miniatura|derecha|300px|Ilustraciones de varios instrumentos ópticos de la ''[[Cyclopaedia]]'' de 1728]]
{{AP|Instrumento óptico|l1=Instrumentos ópticos}}

Las lentes simples tienen una gran variedad de aplicaciones que incluyen [[objetivo (fotografía)|objetivos fotográficos]], lentes correctivas y [[lupa]]s, mientras que los espejos simples se usan en [[reflector parabólico|reflectores parabólicos]] y [[espejo retrovisor|espejos retrovisores]]. La combinación de varios espejos, prismas y lentes produce instrumentos ópticos compuestos que tienen diversos usos prácticos. Por ejemplo, un [[periscopio]] está formado simplemente por dos espejos planos alineados para permitir ver evitando un obstáculo. Los instrumentos ópticos compuestos más famosos de la ciencia son el [[Microscopio óptico|microscopio]] y el [[historia del telescopio|telescopio]], que fueron ideados por los holandeses a finales del {{siglo|XVI||s}}.<ref name=instrument>{{Cita libro|año=1992|título=University Physics 8e|editorial=Addison-Wesley|isbn=0-201-52981-5|capítulo=36|autor=H. D. Young}}</ref>

Los microscopios se desarrollaron primero con solo dos lentes: un [[objetivo (óptica)|objetivo]] y un [[ocular]]. La lente del objetivo es esencialmente una lupa, y se diseñó con una [[distancia focal]] muy pequeña, mientras que el ocular generalmente tiene una distancia focal más larga. Esto tiene el efecto de producir imágenes ampliadas de objetos cercanos. En general, se utiliza una fuente de iluminación adicional, ya que las imágenes ampliadas son más débiles debido al principio de [[conservación de la energía]] y a la dispersión de los rayos de luz sobre un área de superficie más grande. Los microscopios modernos, conocidos como ''microscopios compuestos'' tienen muchas lentes (generalmente cuatro) para optimizar su funcionalidad y mejorar la estabilidad de la imagen.<ref name=instrument /> Una variedad ligeramente diferente de microscopio, el [[microscopio#microscopio estereoscópico|microscopio estereoscópico]], permite obtener dos imágenes de las muestras examinadas, que se perciben en tres dimensiones gracias al uso de un sistema [[Visión binocular|binocular]].<ref>{{Cita web|autor1=P. E. Nothnagle|autor2=W. Chambers|autor3=M. W. Davidson|título=Introduction to Stereomicroscopy|url=http://www.microscopyu.com/articles/stereomicroscopy/stereointro.html|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20110916115256/http://www.microscopyu.com/articles/stereomicroscopy/stereointro.html|fechaarchivo=16 de septiembre de 2011|urlmuerta=no|editorial=Nikon MicroscopyU}}</ref>

Los primeros telescopios, los denominados ''[[telescopio refractor|telescopios refractores]]'' también se desarrollaron con un solo objetivo y una lente ocular. En contraste con el microscopio, la lente del objetivo del telescopio se diseñó con una gran distancia focal para evitar aberraciones ópticas. El objetivo enfoca una imagen de un objeto distante en su punto focal, que se ajusta para localizarse a su vez en el punto focal de un ocular con una distancia focal mucho más pequeña. El objetivo principal de un telescopio no es necesariamente la ampliación, sino más bien la recolección de luz, que viene determinada por el tamaño físico de la lente del objetivo. Por lo tanto, los telescopios se denominan normalmente por los diámetros de sus objetivos más que por la ampliación que se puede obtener cambiando los oculares. Debido a que la ampliación de un telescopio es igual a la distancia focal del objetivo dividida por la distancia focal del ocular, los oculares de longitud focal más pequeña producen una mayor ampliación.<ref name=instrument />

Como fabricar lentes grandes es mucho más difícil que crear grandes espejos, la mayoría de los telescopios modernos son ''[[telescopio reflector|telescopios reflectores]]'', es decir, telescopios que usan un espejo primario en lugar de un objetivo. Las mismas consideraciones ópticas generales que se aplican a los telescopios reflectores, se aplican a los telescopios de refracción, a saber, que cuanto mayor es el espejo primario, más luz se recoge, y la ampliación es igual a la distancia focal del espejo primario dividida por la distancia focal del ocular. Los telescopios profesionales generalmente no tienen oculares y en su lugar se coloca un sistema de captación de imágenes electrónico (a menudo un [[dispositivo de carga acoplada]]) en el punto focal.<ref name=instrument />

=== Fotografía ===
{{AP|Fotografía}}
[[Archivo:Jonquil flowers at f32.jpg|miniatura|derecha|300px|Fotografía tomada con apertura f/32]]
[[Archivo:Jonquil flowers at f5.jpg|miniatura|derecha|300px|Fotografía tomada con apertura f/5]]
La óptica de la [[fotografía]] involucra tanto el uso de [[Objetivo (fotografía)|lentes]] como el medio en el que se registra la radiación electromagnética, ya sea una [[Placa fotográfica|placa]], una [[Película fotográfica|película]] o un [[dispositivo de carga acoplada]]. Los fotógrafos deben considerar la relación de reciprocidad entre la cámara y la toma, que se resume mediante la igualdad

: Exposición efectiva = Área de Apertura x Tiempo de Exposición x Luminancia de la escena<ref>
{{Cita libro|autor1=Samuel Edward Sheppard|autor2=Charles Edward Kenneth Mees|año=1907|título=Investigations on the Theory of the Photographic Process|url=https://books.google.com/?id=luNIAAAAIAAJ&pg=PA214|editorial=Longmans, Green and Co|página=214|lastauthoramp=yes}}</ref>

En otras palabras, cuanto menor sea la abertura (proporcionando una mayor profundidad de enfoque), menor será la cantidad de luz que entrará, por lo que deberá aumentarse el tiempo de exposición (lo que puede provocar una imagen borrosa si se produce movimiento). Un ejemplo del uso de la ley de reciprocidad es la [[regla 16/f]], que proporciona una referencia aproximada de la configuración necesaria para estimar la [[Exposición (fotografía)|exposición]] adecuada durante el día.<ref>{{Cita libro|año=2003|título=Mastering Black-and-White Photography|url=https://books.google.com/?id=7LaRPNINH_YC&pg=PT112|editorial=Allworth Communications|isbn=1-58115-306-6|autor=B. J. Suess}}</ref>

La apertura de una cámara se mide con un número sin unidades denominado [[número f (óptica)|"f"]], f/#, a menudo anotado como <math>N</math>, y dado por
: <math>f/\# = N = \frac fD \ </math>
donde <math>f</math> es la [[distancia focal]] y <math>D</math> es el diámetro del orificio del diafragma de entrada. Por convención, "f/#" se trata como un símbolo único, y los valores específicos de f/# se escriben reemplazando la [[almohadilla]] por un valor numérico. Las dos formas de aumentar el límite de la focal son disminuir el diámetro del obturador o cambiar a una distancia focal más larga (en el caso de un [[zum]], esto se puede hacer simplemente ajustando la lente). Los números f más altos también tienen una [[profundidad de campo]] más grande debido a que el objetivo se acerca al límite de una [[cámara estenopeica]] que puede enfocar todas las imágenes perfectamente, independientemente de la distancia, pero requiere tiempos de exposición muy largos.<ref>{{Cita libro|año=2000|título=Basic Photography|editorial=Focal Press|isbn=0-240-51592-7|autor=M. J. Langford|url=https://archive.org/details/basicphotography00lang}}</ref>

El campo de visión que proporcionará la lente cambia con la distancia focal de la lente. Hay tres clasificaciones básicas basadas en la relación con el tamaño diagonal de la película o el tamaño del sensor de la cámara con respecto a la distancia focal de la lente:<ref name="Bruce Warren, Photography, page 71">{{Cita libro|año=2001|título=Photography|url=https://books.google.com/books?id=sbdGeFem1zwC&pg=PA71|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160819020407/https://books.google.com/books?id=sbdGeFem1zwC&pg=PA71|fechaarchivo=19 de agosto de 2016|urlmuerta=no|editorial=Cengage Learning|isbn=978-0-7668-1777-7|página=71|apellido=Warren|nombre=Bruce}}</ref>

* [[Objetivo normal]]: ángulo de visión de aproximadamente 50° (llamado «normal» porque este ángulo se considera aproximadamente equivalente a la visión humana<ref name="Bruce Warren, Photography, page 71"/>) y una distancia focal aproximadamente igual a la diagonal de la película o sensor.<ref>{{Cita libro|año=1999|título=View Camera Technique|url=https://books.google.com/?id=71zxDuunAvMC&pg=PA136|editorial=Focal Press|isbn=0-240-80345-0|autor=Leslie D. Stroebel}}</ref> <!-- It's generally accepted that 50mm is a bit longer than "normal" for 35mm film; I've based this on 75mm with 6×4cm. Maybe the angle of width, rather than diagonal, is better? -->
* [[Objetivo gran angular]]: ángulo de visión más ancho que 60° y distancia focal más corta que una lente normal.<ref>{{Cita libro|año=1992|título=Using the View Camera|url=https://archive.org/details/usingviewcamera00simm_893|editorial=Amphoto Books|isbn=0-8174-6353-4|página=[https://archive.org/details/usingviewcamera00simm_893/page/n34 35]|autor=S. Simmons}}</ref>
* [[Objetivo de foco largo]]: ángulo de visión más estrecho que una lente normal. Esta es una lente con una longitud focal más larga que la medida diagonal de la película o sensor.<ref>{{Cita libro|año=2002|título=Applied Photographic Optics: Lenses and Optical Systems for Photography, Film, Video, Electronic and Digital Imaging|url=https://books.google.com/books?id=cuzYl4hx-B8C&pg=PA294|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160819003154/https://books.google.com/books?id=cuzYl4hx-B8C&pg=PA294|fechaarchivo=19 de agosto de 2016|urlmuerta=no|editorial=Focal Press|isbn=978-0-240-51540-3|página=294|autor=Sidney F. Ray}}</ref> El tipo más común de lente de enfoque largo es el [[teleobjetivo]], un diseño que utiliza un "grupo de teleobjetivo" especial para ser físicamente más corto que su distancia focal.<ref>{{Cita libro|año=2004|título=The New York Times Guide to Essential Knowledge|url=https://books.google.com/?id=zqkdNwRxSooC&pg=PA109|editorial=Macmillan|isbn=978-0-312-31367-8|autor=New York Times Staff}}</ref>

Los [[zum]] modernos pueden tener algunos o todos estos atributos.

El valor absoluto para el tiempo de exposición requerido depende de la [[Sensitometría|sensibilidad lumínica]] del medio utilizado (medida según una [[escala de sensibilidad fotográfica]] o, para medios digitales, por su [[eficiencia cuántica]]).<ref>{{Cita libro|autor1=R. R. Carlton|autor2=A. McKenna Adler|año=2000|título=Principles of Radiographic Imaging: An Art and a Science|url=https://books.google.com/?id=oA-eBHsapX8C&pg=PA318|editorial=Thomson Delmar Learning|isbn=0-7668-1300-2}}</ref> Las primeras fotografías usaban medios que tenían muy poca sensibilidad a la luz, y por lo tanto los tiempos de exposición tenían que ser largos, incluso para tomas muy brillantes. A medida que la tecnología ha mejorado, también lo ha hecho la sensibilidad gracias al desarrollo de películas cada vez más versátiles y de cámaras digitales con mejores prestaciones.<ref>{{Cita libro|año=1979|título=The Keepers of Light: A History and Working Guide to Early Photographic Processes|editorial=Morgan & Morgan|isbn=0-87100-158-6|página=20|ubicación=Dobbs Ferry, New York|autor=W. Crawford}}</ref>

Otros resultados de la óptica física y geométrica se aplican a la óptica de la cámara. Por ejemplo, la capacidad de resolución máxima de una configuración particular de la cámara está determinada por el [[límite de difracción]] asociado con el tamaño del obturador y, aproximadamente, por el criterio de Rayleigh.<ref>{{Cita libro|año=1975|título=Diffraction physics|editorial=North-Holland|isbn=0-444-10791-6|ubicación=Amsterdam|autor=J. M. Cowley}}</ref>

=== Óptica atmosférica ===
{{AP|Óptica atmosférica}}

[[Archivo:Firesunset2edit.jpg|miniatura|derecha|300px|]]Un cielo colorido a menudo se debe a la dispersión de la luz producida por partículas en suspensión y por la contaminación atmosférica, como en esta fotografía de una puesta de sol durante los incendios forestales de octubre de 2007 en California.

Las propiedades ópticas únicas de la atmósfera causan una amplia gama de fenómenos ópticos espectaculares. El color azul del cielo es un resultado directo de la [[dispersión de Rayleigh]] que redirige la luz solar de mayor frecuencia (azul) al campo de visión del observador. Debido a que la luz azul se dispersa más fácilmente que la luz roja, el sol adquiere un tono rojizo cuando se observa a través de una atmósfera espesa, como durante un [[orto]] u [[ocaso]]. Las partículas suspendidas en el cielo puede dispersar diferentes colores en diferentes ángulos creando coloridos cielos brillantes al anochecer y al amanecer. La dispersión de cristales de hielo y otras partículas en la atmósfera es responsable de los [[Halo (fenómeno meteorológico)|halos]], [[arrebol]]es, [[Corona (meteorología)|coronas]], [[rayos crepusculares]] y [[parhelio]]s. La variación en este tipo de fenómenos se debe a los diferentes tamaños y geometrías de las partículas.<ref name="autogenerated1">{{Cita libro|año=1994|título=Meteorology Today: an introduction to weather, climate, and the environment|edición=5.ª|editorial=West Publishing Company|isbn=0-314-02779-3|páginas=[https://archive.org/details/meteorologytoday00ahre/page/88 88–89]|autor=C. D. Ahrens|url=https://archive.org/details/meteorologytoday00ahre/page/88}}</ref>

Los [[espejismo]]s son fenómenos ópticos en los que los rayos de luz se curvan debido a variaciones térmicas que modifican el índice de refracción del aire, produciendo imágenes desplazadas o muy distorsionadas de objetos distantes. Otros espectaculares fenómenos ópticos asociados con este efecto incluyen el [[efecto Nueva Zembla]] donde el sol parece elevarse antes de lo previsto con una forma distorsionada. Otra forma llamativa de refracción que se produce en condiciones de [[inversión térmica]] es el fenómeno llamado [[Fata Morgana]], en el que los objetos en el horizonte o incluso más allá del horizonte, como islas, acantilados, barcos o icebergs, aparecen alargados y elevados, como "castillos de cuento de hadas".<ref>{{Cita web|título=An Introduction to Mirages|url=http://mintaka.sdsu.edu/GF/mirages/mirintro.html|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20100110045709/http://mintaka.sdsu.edu/GF/mirages/mirintro.html|fechaarchivo=10 de enero de 2010|urlmuerta=no|autor=A. Young}}</ref>

Los [[arcoíris]] son el resultado de una combinación de reflexión interna y refracción dispersiva de la luz en las gotas de lluvia. Una sola reflexión en la parte posterior de una serie de gotas de lluvia produce un arcoíris con un tamaño angular en el cielo que varía de 40° a 42°, con el color rojo en el exterior. Los dos tipos de arcoíris dobles son producidos por dos reflejos internos con un tamaño angular de 50,5° a 54°, con el color violeta en el exterior. Debido a que los arcos iris se ven con el sol a 180° del centro del arcoíris, son más prominentes cuanto más cerca está el sol del horizonte.<ref name=light />

== Véase también ==
{{portal|Física}}

{{lista de columnas|3|
* [[Aberración longitudinal]]
* [[Coma (óptica)|Aberración comática]]
* [[Aberración cromática]]
* [[Aberración esférica]]
* [[Anillos de Newton]]
* [[Arco iris]]
* [[Aumento óptico]]
* [[Difracción]]
* [[Difusión simple|Difusión]]
* [[Dispersión refractiva|Dispersión]]
* [[Efecto Doppler]]
* [[Efecto fotoeléctrico]]
<!-- * [[Efecto Kapitsa-Dirac]] -->
* [[Experimento de la doble rendija]]
* [[Escuela Universitaria de Óptica (Universidad Complutense de Madrid)|Escuela Universitaria de Óptica]]
* [[Fotón]]
* [[Ilusión óptica]]
* [[Ingeniería óptica]]
<!-- * [[Lámina birrefringente]] -->
* [[Láser]]
* [[Led]]
* [[Lente]]
* [[Lente asférica]]
* [[Lente electrostática|Óptica de iones]]
* [[Longitud de onda]]
* [[Luz]]
* [[Óptica adaptativa]]
* [[Óptica cuántica]]
* [[Óptica física]]
* [[Óptica geométrica]]
* [[Polarización electromagnética|Polarización]]
* [[Principio de Fresnel - Huygens]]
* [[Prisma (óptica)|Prisma]]
* [[Rayos X]]
* [[Reflexión (física)|Reflexión]]
* [[Refracción]]
* [[Sistema óptico]]
}}

== Lecturas relacionadas ==
* {{cita libro
| autor = Max Born, Emil Wolf
| título = Principles of Optics.
| año = 1991
| editorial = Pergamon Press Ltd
| id = 0-08-026481-6
}}
* {{Cita libro|apellido1=Born|apellido2=Wolf|nombre1=Max|nombre2=Emil|año=2002|título=Principles of Optics|editorial=Cambridge University Press|isbn=1-139-64340-1}}
* {{Cita libro|apellido1=Hecht|nombre1=Eugene|año=2002|título=Optics|edición=4|editorial=Addison-Wesley Longman, Incorporated|isbn=0-8053-8566-5}}
* {{Cita libro|apellido1=Serway|apellido2=Jewett|nombre1=Raymond A.|nombre2=John W.|año=2004|título=Physics for scientists and engineers|edición=6, ilustrada|editorial=Thomson-Brooks/Cole|isbn=0-534-40842-7|ubicación=Belmont, CA|url=https://archive.org/details/physicssciengv2p00serw}}
* {{Cita libro|apellido1=Tipler|apellido2=Mosca|nombre1=Paul A.|nombre2=Gene|año=2004|título=Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics|volumen=2|editorial=W. H. Freeman|isbn=978-0-7167-0810-0}}
* {{Cita libro|apellido1=Lipson|apellido2=Lipson|apellido3=Tannhauser|nombre1=Stephen G.|nombre2=Henry|nombre3=David Stefan|año=1995|título=Optical Physics|editorial=Cambridge University Press|isbn=0-521-43631-1}}
* {{Cita libro|apellido1=Fowles|nombre1=Grant R.|año=1975|título=Introduction to Modern Optics|editorial=Courier Dover Publications|isbn=0-486-65957-7}}
* [http://www.iop.org/publications/iop/2009/page_38205.html Óptica y fotónica: la física mejora nuestras vidas] por [http://www.iop.org/publications/iop/index.html Instituto de publicaciones de Física]
* [http://lightandmatter.com/lm/ Light and Matter] - un libro de texto de código abierto, que contiene un tratamiento de la óptica en el cap. 28-32
* [http://www.optics2001.com Optics2001] - Biblioteca de óptica y comunidad
* [https://web.archive.org/web/20141110224226/http://marketplace.idexop.com/store/SupportDocuments/Fundamental_Optics_OverviewWEB.pdf Fundamental Optics] - Guía técnica de Melles Griot
* [http://optics.byu.edu/textbook.aspx Física de la luz y la óptica] - [[Universidad Brigham Young]] Libro de pregrado
; Módulos de Wikilibros
* [[wikibooks:Physics Study Guide/Optics|Physics Study Guide/Optics]]

== Enlaces externos ==
{{Commons|Optics}}
{{Wikiversidad|Departamento de Ingeniería Industrial/Física General#Óptica}}
{{Wikisource|Óptico (DAC)|Óptica}}
{{Wikinoticias|Tres físicos ganan el Premio Nobel de Física por sus trabajos en óptica}}
{{Wikilibros|Física/Óptica|Óptica}}
* [https://web.archive.org/web/20090106151639/http://docs.alqua.org/OE-1_1_0.pdf Libro de óptica electromagnética] (con licencia libre, por Álvaro Tejero Cantero
* [https://web.archive.org/web/20160428154722/http://www.sedoptica.es/SEDO/index.html Sociedad Española de Óptica - SEDOPTICA]
* [http://www.sedoptica.es/Menu_Volumenes/index.php Óptica Pura y Aplicada - OPA, la revista científica de la Sociedad Española de Óptica]
* [https://web.archive.org/web/20060101122600/http://lectura.ilce.edu.mx:3000/biblioteca/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/084/htm/optica.htm Óptica tradicional y moderna. Monografía de Daniel Malacara]
* [http://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtml Introducción a la óptica]
* [https://web.archive.org/web/20000418230928/http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Hangar/7438/teorade.htm Teoría de óptica geométrica]
* [https://web.archive.org/web/20120205213827/http://www.3dnauta.com/ Anamorfosis espaciales animadas. Trompe l'oeils 3D]
* [https://web.archive.org/web/20090425083553/http://www.cidse.itcr.ac.cr/cursos-linea/EcuacionesDiferenciales/EDO-Geo/edo-cap5-geo/laplace/node7.html Óptica Geométrica]
* [[European Optical Society]] - [http://www.myeos.org enlace]
* [[Sociedad Óptica Estadounidense]] (OSA) - [http://www.osa.org enlace]
* [[SPIE]] - [http://www.spie.org enlace]
* [[European Photonics Industry Consortium]] - [http://www.epic-assoc.com enlace]
* [[Optical Society of India]] - [http://www.osiindia.org enlace]
* [[Óptica Smartoptics]] - [https://www.smartoptics.es/es Smartoptics]

== Referencias ==
{{listaref|2}}

{{Control de autoridades}}

{{ORDENAR:Optica}}
[[Categoría:Óptica| ]]
[[Categoría:Radiación electromagnética]]
[[Categoría:Filosofía natural]]