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光学中研究光的本性以及光在媒质中传播时各种性质的学科。从光是一种波动出发,物理光学可以说明光的干涉、衍射和偏振等现象,根据光的电磁理论,物理光学能够解释光在传播过程中与物质发生相互作用时的部分现象,如吸收、散射和色散等。但光的电磁理论不能解释光与物质发生相互作用的另外一些现象,如光电效应、康普顿效应及各种原子、分子发射的特征光谱等,这方面的研究已形成了物理光学的另一新兴部门——量子光学。
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