光學(xué)（optics）是物理的關(guān)鍵支系課程。也是與光學(xué)工程設(shè)計(jì)有關(guān)的課程。范疇而言，光學(xué)是有關(guān)光和視見的科學(xué)研究，optics詞初期只用以跟雙眼和視見相聯(lián)絡(luò)的事情。而今日常說(shuō)的光學(xué)是理論的，是研究從微波加熱、紅外感應(yīng)、能見光、紫外光直至X射線和γ放射線的開闊股票波段范疇內(nèi)的電磁波輻射的造成、散播、接受和表明，及其與化學(xué)物質(zhì)相互影響的科學(xué)研究，主要研究的范疇是以紅外線到紫外線股票波段。它是物理的一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)成部分。

光學(xué)是研究光的個(gè)人行為和特性的物理學(xué)課程。僅是一種無(wú)線電波，在物理中，無(wú)線電波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程來(lái)敘述；另外，光具備波粒二象性，光的粒子性則必須用物理學(xué)來(lái)敘述。

一般把光學(xué)分為幾何圖形光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和量子科技光學(xué)。

幾何圖形光學(xué)

從好多個(gè)由試驗(yàn)獲得的基本概念考慮來(lái)研究光的傳播難題的課程。根據(jù)光源的定義和光源的映射、反射定律來(lái)敘述光在介質(zhì)中散播規(guī)律性的課程。

波動(dòng)光學(xué)

從僅是一種波動(dòng)考慮，研究光在介質(zhì)中散播規(guī)律性的課程。能用來(lái)研究光的干涉、光的衍射、光的偏振以及在各種各樣介質(zhì)中散播所展現(xiàn)出的狀況。因?yàn)楣獾乃俣群蜔o(wú)線電波快速傳播同樣，進(jìn)而推斷光也是無(wú)線電波，這一推斷被之后全部實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)。而運(yùn)用幾何圖形光學(xué)個(gè)人所得的結(jié)果，一般一直波動(dòng)光學(xué)在一些標(biāo)準(zhǔn)下的類似或極限。

與幾何圖形光學(xué)不一樣，波動(dòng)光學(xué)不但調(diào)查直徑遠(yuǎn)高于光波長(zhǎng)狀況下的光的傳播全過程，并且研究一切直徑狀況下的光的傳播全過程。波動(dòng)光學(xué)常常得到恰當(dāng)?shù)慕?，可是有時(shí)候用波動(dòng)光學(xué)方式比較繁雜，因此 一般依據(jù)難題的特性來(lái)決策選用幾何圖形光學(xué)還是波動(dòng)光學(xué)，或是二者兼而用之。比如，在光學(xué)儀器設(shè)備的一般光學(xué)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要用幾何圖形光學(xué)方式來(lái)明確系統(tǒng)軟件的構(gòu)造因素，但在求取太陽(yáng)能遍布方式進(jìn)而點(diǎn)評(píng)其顯像品質(zhì)時(shí)，就務(wù)必用波動(dòng)光學(xué)方式。

波動(dòng)光學(xué)的理論基礎(chǔ)便是經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的麥克斯韋方程。光在介質(zhì)中的宏觀經(jīng)濟(jì)參數(shù)相對(duì)介電常數(shù)ε和導(dǎo)磁率μ，麥克斯韋方程中主要表現(xiàn)為指數(shù)。他們與全透明介質(zhì)的折光率n中間有一個(gè)簡(jiǎn)易的關(guān)聯(lián)：n=(εμ)1/2。波動(dòng)光學(xué)不詳盡闡述ε和μ與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，而偏重于表述光波的散播規(guī)律性。在創(chuàng)建ε和μ跟分子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)中間的關(guān)聯(lián)中，研究這種內(nèi)容有時(shí)候稱之為分子結(jié)構(gòu)光學(xué)。波動(dòng)光學(xué)可表述光在介質(zhì)和各種各樣介質(zhì)中散播時(shí)需隨著造成的全過程與在介質(zhì)頁(yè)面周邊的主要表現(xiàn)；也可以表述色散現(xiàn)象和各種各樣介質(zhì)中工作壓力、溫度、音場(chǎng)、靜電場(chǎng)和電磁場(chǎng)對(duì)光學(xué)狀況的危害。

盡管波動(dòng)光學(xué)能對(duì)光的傳播做出令人滿意的表述，但一般不可以表明光的發(fā)送和消化吸收全過程，主要表現(xiàn)出經(jīng)典物理的艱難。

量子科技光學(xué)

1900年，普朗克在研究黑體輻射時(shí)為了更好地從理論上計(jì)算出那時(shí)候他早已獲得的與具體相符合非常好的經(jīng)驗(yàn)公式定律，膽大明確提出了與經(jīng)典定義相去甚遠(yuǎn)的假定，即構(gòu)成黑體字的振子的動(dòng)能不可以持續(xù)轉(zhuǎn)變，只有取一份份的公司分立值：0，hv，1hv，…，nhv，在其中n為正整數(shù)，ν為振子頻率，h為普朗克常數(shù)，其數(shù)值6.626×10－34J·s。1905年，牛頓在研究光電效應(yīng)時(shí)營(yíng)銷推廣了普朗克的所述量子論，從而明確提出了光子的定義。他覺得太陽(yáng)能并不象無(wú)線電波理論所敘述的那般把動(dòng)能遍布在波陣面上，只是集中化在說(shuō)白了光子的粒子上。這類粒子仍維持著頻率的定義，頻率為ν的光子具備動(dòng)能hν。在光電效應(yīng)中，當(dāng)光子照射金屬表層 時(shí)，一次為金屬材料中的電子器件所有消化吸收，而不用磁感應(yīng)理論所預(yù)估的那類積累動(dòng)能的時(shí)間，電子器件把這動(dòng)能的一部分用以擺脫金屬表層 對(duì)它的吸附力即作逸出功，剩下的就變?yōu)殡娮悠骷x去金屬表層 后的機(jī)械能。從而了解到一個(gè)分子或一個(gè)分子結(jié)構(gòu)可以把它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)輻射源或從該在工作中得到動(dòng)能，但只有以光子hν為企業(yè)來(lái)開展。

光的波動(dòng)跟光（量）子的二象性是光的天性。光子、電子器件、質(zhì)子、中子等外部經(jīng)濟(jì)行為主體的波粒二象性是產(chǎn)生物理學(xué)的關(guān)鍵基本。從這類光子的特性考慮來(lái)研究光的天性及其光與化學(xué)物質(zhì)相互影響的課程即稱之為量子科技光學(xué)，它的基本主要是物理學(xué)或量子科技電動(dòng)力學(xué)。有關(guān)光在分子結(jié)構(gòu)、分子中的造成與消退，不但是光的本質(zhì)難題，還關(guān)聯(lián)到分子結(jié)構(gòu)、原子的結(jié)構(gòu)。從試驗(yàn)上認(rèn)證和從理論上闡述這類難題，是光學(xué)的一個(gè)支系，稱光譜學(xué)。

光的波動(dòng)跟光（量）子的二象性是光的天性。它主要表現(xiàn)的宏觀世界中持續(xù)的波動(dòng)和微觀世界中的不持續(xù)的量子科技，在經(jīng)典物理學(xué)簡(jiǎn)單化的機(jī)械設(shè)備定義中是相互之間抵觸的，而客觀性事實(shí)上，他們是統(tǒng)一的。之后不但從理論上并且也從試驗(yàn)上無(wú)可置疑地證實(shí)了：但光有這類雙重性，微觀世界的化學(xué)物質(zhì)，包含電子器件、質(zhì)子、中子和分子，他們雖是顆粒物商品，也都是有兩者之間自身品質(zhì)和速率相聯(lián)絡(luò)的波動(dòng)的特點(diǎn)（見波粒二象性）。

所述光的量子理論推動(dòng)了近現(xiàn)代物理的發(fā)展趨勢(shì)。除此之外，在健身運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)的光學(xué)狀況的研究中，十九世紀(jì)八十年代用邁克耳孫干涉儀精確測(cè)量由同一光線分為互相豎直的2個(gè)方位光的速度的差別，其數(shù)據(jù)顯示光的速度是不會(huì)改變的（見邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)），變成牛頓狹義相對(duì)論的試驗(yàn)基本，這一客觀事實(shí)也是近代物理中十分關(guān)鍵的造就。因而，光學(xué)課程中的研究成效針對(duì)物理學(xué)和量子論的創(chuàng)建起了關(guān)鍵性的功效。所述兩高校說(shuō)組成了現(xiàn)代物理學(xué)甚至當(dāng)代科技進(jìn)步的理論基礎(chǔ)。