Atomic, er molekylære, og optisk fysikk studiet av saken materie og lys-saken interaksjoner på omfanget av enkeltatomer eller strukturer som inneholder noen få atomer. De tre områdene er gruppert sammen på grunn av deres gjensidige, likheten av metoder som brukes, og den felles av energi skalaer som er relevante. Fysikere noen ganger forkorte feltet som AMO fysikk. Alle tre områdene omfatter både klassiske og kvantemekaniske behandlinger. Atomfysikk
atomfysikk studerer elektronet skallet av atomer.
Denne grenen av fysikken er forskjellig fra kjernefysikk, til tross for sin forening i den offentlige bevissthet. Atomfysikk er ikke opptatt av de intra-kjernefysiske prosesser som studeres i kjernefysikk, selv om egenskapene til kjernen kan være viktig i atomfysikk (f.eks hyperstruktur). Aktuell forskning fokuserer på aktiviteter i quantum kontroll, kjøling og fangst av atomer og ioner, lav temperatur kollisjon dynamikk, den kollektive oppførselen til atomer i svakt samspill gasser (Bose-Einstein kondensater og utvanne Fermi degenererte systemer), presisjon målinger av grunnleggende konstanter, og effektene av elektron korrelasjon på struktur og dynamics.
Atomic fysikk er den grenen av fysikken som omhandler studiet av atom, særlig ekstra kjernefysiske partikler som elektroner og deres atferd i atom-lignende interaksjoner med protoner, nøytroner i kjernen.
Molecular fysikk
Molecular fysikk er studiet av de fysiske egenskapene til molekyler og av de kjemiske bindinger mellom atomer. Dens viktigste forsøksteknikker er de forskjellige typer av spektroskopi. Feltet er nært knyttet til atomfysikk og overlapper betydelig med teoretisk kjemi, fysikalsk kjemi og kjemisk fysikk.
I tillegg til de elektroniske eksitasjon som er kjent fra atomer, molekyler er i stand til å rotere og til å vibrere. Disse rotasjoner og vibrasjoner er kvantisert, der er diskrete energinivå. De minste energi forskjeller mellom forskjellige rotasjonstilstander, derfor ren rotasjons-spektrene er i det fjerne infrarøde området (ca. 30 - 150 nm bølgelengde) av det elektromagnetiske spektrum. Vibrasjonsspektra er i nær infrarødt (ca 1-5 mm) og spektra som følge av elektroniske overganger er det meste i de synlige og ultrafiolette regioner.
Fra måling av rotasjons- og vibrasjonsspektra egenskaper av molekyler som avstanden mellom kjernene kan beregnes.
Et viktig aspekt ved molekylær fysikken er det viktig at atom orbital teori når det gjelder atomfys