vignette|upright=2|400px|La connaissance progressive des caractéristiques du spectre lumineux, avec les raies de Fraunhofer, marque la transition d'une optique géométrique, vers une optique en lien avec la matière, l'atome et l'univers.|alt=Une bande de couleur allant du violet sombre à gauche au rouge sombre à droite, des traits noirs la barrent en divers endroits.
L'histoire de l'optique est une partie de l'histoire des sciences. Le terme optique vient du grec ancien τα ὀπτικά. C'est à l'origine, la science de tout ce qui est relatif à l'œil. Les Grecs distinguent l'optique de la dioptrique et de la catoptrique. Nous appellerions probablement la première science de la vision, la seconde science des lentilles et la troisième science des miroirs. Les grands noms de l'optique grecque sont Euclide, Héron d'Alexandrie et Ptolémée.
Depuis l'Antiquité, l'optique a connu de nombreux développements. Le sens même du mot a varié et, de l'étude de la vision, elle est passée en plusieurs étapes à celui de l'étude de la lumière, avant d'être incorporée récemment dans un corpus plus large de la physique.
Les premiers travaux d'optique pratique visent la mise au point de lentilles et remontent aux anciens Égyptiens et Babyloniens.
Au Moyen Âge, dans les sociétés arabo-musulmanes, apparait une nouvelle conception : le rayon lumineux est indépendant de l'œil humain. Y contribue notamment le savant arabe Ibn al-Haytham, ou Alhazen.
Les problèmes relevant de la perception visuelle n'ont été écartés du champ d'étude de l'optique qu'à la fin de la Renaissance, les précurseurs que sont Kepler et Descartes mêlant encore les deux notions.
Durant la Renaissance, le développement de divers instruments d'optique (lunette astronomique, télescope, microscope) est à la base de révolutions scientifiques. Ainsi, la confirmation de la théorie de Copernic par des observations à travers la lunette de Galilée, ou la découverte des animalcules grâce au microscope du Hollandais Antoni van Leeuwenhoek.
Christian Huygens et surtout Isaac Newton ont apporté à l'optique des éclaircissements théoriques.
Les anciens Chinois et Indiens étudient aussi l'optique. À la différence des savants grecs et arabes, leurs connaissances influencent peu le spectaculaire développement de cette science qui s'effectue en Europe de la Renaissance au début du .
Aujourd'hui les développements en optique, comme dans d'autres sciences, sont mondialisés (voir Histoire des sciences et techniques en Chine et ). L'optique reste au cœur de la physique, .
Antiquité thumb|la lentille Nimrud Assyrie - diam - vers 750 - (British museum) thumb|défense de Syracuse par Archimède. (Giulio Parigi - Italie vers 1600 ) Les premières lentilles optiques furent fabriquées sous l'empire assyrien et sont antérieures à -700 BBC News, : il s'agissait de cristaux polis. La plupart du temps de quartz - voir photo ci-contre.
Des lentilles similaires furent fabriquées par les anciens Égyptiens, les Grecs et les Babyloniens.
Les Romains et les Grecs remplissaient des sphères de verre avec de l'eau pour en faire des lentilles (verre ardent) destinées à allumer le feu. L'usage de prisme devait sans-doute être connu.
L'usage des lunettes pour améliorer la vision ne semble pas avoir été beaucoup pratiqué avant le Moyen Âge.
Les premières théories en matière d'optique apparurent en Grèce. Euclide, au est l'auteur d'une théorie d'optique géométrique, les Catoptrica (Théorie des miroirs), qui voit apparaître la notion de rayon lumineux. À la même époque, Archimède a très certainement travaillé dans ce domaine, même si la réalité historique de ses célèbres miroirs embrasant les vaisseaux ennemis est plus douteuse. Héron d'Alexandrie, au de notre ère, écrit également des Catoptrica. Au siècle suivant, Ptolémée rédige une Optique.. Il y traite des propriétés de la lumière, notamment de la réflexion, de la réfraction, et singulièrement de la réfraction atmosphérique, ainsi que de la couleur. Ses travaux sur la réflexion portent tant sur les miroirs plans que sur les miroirs sphériques. En ce qui concerne la réfraction, s'il ne parvient pas à en définir la loi fondamentale, il montre que l'angle de réfraction croît à mesure que croît l'angle d'incidence et il établit des tables pour l'air et l'eau.
Au sujet de la vision, les anciens étaient partagés en plusieurs camps. Les « intramissionnistes », tels Épicure pensent que les objets envoient des émanations (simulacres - εἴδωλα) qui parviennent aux yeux de l'observateur. Parmi eux, les atomistes considéraient que ces émanations étaient des atomes ténus. À l'inverse, les « extramissionnistes » estiment que les yeux projettent un flux qui permet la perception de l'objet par une sorte de contact, à l'instar du toucher. Pour d'autres savants antiques, sorte de compromis entre ces deux positions extrêmes, la vision résulte d'une interaction entre émanations des objets et flux visuel. C'est déjà l'opinion d'Empédocle au Pour Ptolémée, par exemple, la vision résulte d'une interaction entre le flux visuel issu des yeux (visus en latin) et les émanations caractérisant compacité lumineuse et couleur. S'il ne recèle pas par lui-même de luminosité, l'objet doit être éclairé, stimulé en quelque sorte, pour que l'interaction se produise. LOptique de Ptolémée ne nous est malheureusement pas parfaitement connue, car elle ne nous est parvenue que par l'intermédiaire d'une traduction latineRéalisée par l'émir Eugène de Sicile vers 1150., elle-même issue d'une traduction arabe assez imparfaite et incomplèteAlbert Lejeune, L' Optique de Claude Ptolémée, dans la version latine d'après l'arabe de l'émir Eugène de Sicile., édition critique et exégétique augmentée d'une traduction française et de compléments, Louvain, Bibl. universitaire, 1956, : Brill (Leiden, New York), 1989. Voir les et 132-135. : le , qui contient la théorie de la vision, est perdu. Son propos est cependant connu par un bref résumé au début du et les grandes lignes de sa théorie de la vision peuvent aussi se déduire d'indications éparses dans le textePar exemple en II, 12.. Au côté de Ptolémée, c'est-à-dire au nombre de ceux qui tentent une synthèse des deux courants anciens, il faut également ranger le médecin gréco-romain Galien qui fonde son opinion de l'observation anatomique de l'œil. Pour lui le corps émet un flux visuel qui interfère avec l'image de l'objet pour produire la sensation de vision. Ce flux part du nerf optique et se divise en de multiples ramifications à la manière d'un petit filet (retina). La fusion des deux flux s'effectue dans le cristallin.
700 à 1100 (Période musulmane et viking) Période musulmane
Les premiers travaux d'importances furent ceux d'Al-Kindi (vers 801–873) : dans De radiis stellarum (traduction latine), il développe la théorie que
Puis Ibn Sahl (vers 940-1000), mathématicien persan à la cour de Bagdad, écrit un traité vers 984 sur les miroirs ardents et les lentilles dans lequel il expose comment les miroirs courbes et les lentilles peuvent focaliser la lumière en un point. On y trouve la première mention de la loi de la réfraction redécouverte plus tard en Europe sous le nom de loi de Snell-Descartes R. Rashed, « A Pioneer in Anaclastics: Ibn Sahl on Burning Mirrors and Lenses », Isis 81 (1990): 464–91.. Il utilisa cette loi pour établir la forme de lentilles et miroirs capables de focaliser la lumière sur un point de l'axe de symétrie.
Mais, dans ce domaine de l'optique, le plus influent des savants arabes est Ibn al-Haytham, plus connu en Occident sous son surnom d'Alhazen. Il prend pour base les théories antiques, mais parvient à les soumettre à l'arbitrage de la réalité par de nombreuses expériences, souvent très simples mais très ingénieuses, qui lui permettent d'étayer son argumentation. Il conclut en particulier, et pour la première fois sur des bases à peu près bien fondées, qu'il convient de concevoir l'œil comme un récepteur et non un émetteur. Il revient sur le rôle du cristallin, assimile l'œil à une chambre noire, étudie la vision binoculaire Son œuvre majeure Kitâb fi'l Manazîr (Traité d'optique 1015 - 1021), traduite en latin par Vitellion constitue la base de l'optique occidentale pendant le bas Moyen Âge et la Renaissance.
Kamāl al-Dīn al-Fārisī, découvre les phénomènes de l'arc en ciel et de la couleur dans sa et fait une hypothèse sur le phénomène de diffraction et la théorie ondulatoire de la lumière..
Développement de la théorie et de l'observation (voir maison de la sagesse). L'instrumentation et la technique se développe : amélioration des lentilles, lunettes, observatoires astronomiques. Première mention de la loi de la réfraction (sans suite).
Vikings vignette|100px|spath d'Islande
Entre le et le , les Vikings entreprirent de longs voyages sur les mers, alors que peu de choses sont connues sur leurs méthodes de navigation à une époque où la boussole n'avait pas encore été introduite en Europe. L'hypothèse selon laquelle ils auraient pu utiliser une pierre de soleil pour s'orienter en exploitant la polarisation de la lumière du soleil fut formulée à la fin des années 1960 par l'archéologue danois . Malgré l'absence de toute preuve de l'utilisation d'une telle pierre, cette hypothèse fut dans l'ensemble considérée favorablement par la communauté scientifique et souvent relayée dans la presse et les œuvres de fiction. Elle a fait l'objet de nombreuses publications portant sur son évocation dans la littérature, la nature précise de cette « pierre » et les techniques possibles de navigation par polarimétrie.
Bas Moyen Âge et Renaissance thumb|270px|Réfraction de la lumière par un verre sphérique (Roger Bacon)
Redécouverte des travaux antiques et arabes (Vitellion) - Progrès de l'optique géométrique - naissance de la théorie de la perspective (voir article perspective conique) Intérêt accru pour la connaissance de l'œil en tant qu'organe de la vision Dès le , l'érudit Thierry de Freiberg () avait décrit la dispersion de la lumière par un dioptre épais (en l'occurrence des urinaux) et s'était efforcé d'expliquer sur cette base le phénomène de l'arc-en-ciel, cité par .
Avec le succès de La Magie naturelle (1558) de della Porta, les dioptres en verre devinrent des curiosités qu'on pouvait se procurer lors des foires.
thumb|Œuvre fondatrice de Newton, Opticks est publié en 1704. C'est avec Christian Huygens et surtout Isaac Newton que l'optique connaît des développements théoriques importants : Newton à l'aide de prismes et de lentilles montre que la lumière blanche peut être non seulement dispersée jusqu'à être décomposée en plusieurs lumières de différentes couleurs, mais même recomposée (cercle chromatique de Newton - voir aussi spectre lumineux). Il produit la première théorie solide de la couleur et met également en évidence les phénomènes d'interférence (anneaux de Newton). Ses travaux le conduisent à supposer une nature corpusculaire à la lumière. Vers la même époque, Huygens développe les idées de Descartes et postule au contraire la nature ondulatoire du phénomène (voir principe de Huygens), initiant ainsi l'optique ondulatoire.
En 1672, Newton : . Newton publia dans son traité intitulé Opticks ses résultats sur la dispersion de la lumière. Il indiqua d'abord comment la lumière blanche peut être décomposée en composantes monochromes avec un prisme ; puis il prouva que ce n'est pas le prisme qui émet ou produit les couleurs, mais que ce dioptre ne fait que séparer les constituants de la lumière blanche.
En 1603, la fluorescence était déjà connue (<small>