光是什么
虽然我们每天都在接触光、应用光，但要问道：光是什么?却很少有人能给出精确定义。在经典物理学上，粒子理论认为光是由一个个独立的光子构成的。到十七世纪晚期Christian Huygens提出了波动理论，认为光是一种特殊的波而不是粒子集合。1807年Thomas Young又用光的衍射行为进一步证实了这一理论。可就在人们决定接受新的波动理论的同时，迪达尔照明却不知如何去解释用粒子理论很好理解的光的镜面反射行为。光到底是什么，是一种粒子，还是一种波?
1905年爱因斯坦提出了著名的光电效应，认为紫外线在照射物体表面时，会将能量传给表面电子，使之摆脱原子核的束缚，从表面释放出来，因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子。后人又将这一理论进一步深化，创建了量子物理，认为一切物质都具有波粒二相性，只是二者所占比例不同，所以光既是一种波，同时又是由一个个光子所构成。但光作为一种独特物质，它的波动性还是占主要方面。
苏格兰物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦——19世纪物理学界的巨人之一的研究成果问世，物理学家们才对光学定律有了确定的了解。从某些意义上来说，麦克斯韦正是迈克尔·法拉第的对立面。法拉第在试验中有着惊人的直觉却完全没有受过正式训练，而与法拉第同时代的麦克斯韦则是高等数学的大师。他在剑桥大学上学时擅长数学物理，在那里艾萨克·牛顿于两个世纪之前完成了自己的工作。 牛顿发明了微积分。微积分以“微分方程”的语言来表述，描述事物在时间和空间中如何顺利地经历细微的变化。海洋波浪、液体、气体和炮弹的运动都可以用微分方程的语言进行描述。麦克斯韦抱着清晰的目标开始了工作——用精确的微分方程表达法拉第革命性的研究结果和他的立场。 麦克斯韦从法拉第得出的电场可以转变为磁场且反之亦然这一发现着手。他采用了法拉第对于力场的描述，并且用微分方程的精确语言重写，得出了现代科学中最重要的方程组之一。它们是一组8个看起来十分艰深的方程式。世界上的每一位物理学家和工程师在研究生阶段学习掌握电磁学时都必须努力消化这些方程式。 随后，麦克斯韦向自己提出了具有决定性意义的问题：如果磁场可以转变为电场，并且反之亦然，那若它们被永远不断地相互转变会发生什么情况?麦克斯韦发现这些电—磁场会制造出一种波，与海洋波十分类似。令他吃惊的是，他计算了这些波的速度，发现那正是光的速度!在1864年发现这一事实后，他预言性地写道：“这一速度与光速如此接近，看来我们有充分的理由相信光本身是一种电磁干扰。” 这可能是人类历史上最伟大的发现之一。有史以来第一次，光的奥秘终于被揭开了。麦克斯韦突然意识到，从日出的光辉、落日的红焰、彩虹的绚丽色彩到天空中闪烁的星光，都可以用他匆匆写在一页纸上的波来描述。今天我们意识到整个电磁波谱——从电视天线、红外线、可见光、紫外线、X射线、微波和γ射线都只不过是麦克斯韦波，即振动的法拉第力场。根据爱因斯坦的相对论，光在路过强引力场时，光线会扭曲。 光具有波粒二象性。
苏格兰物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦——19世纪物理学界的巨人之一的研究成果问世，物理学家们才对光学定律有了确定的了解。从某些意义上来说，麦克斯韦正是迈克尔·法拉第的对立面。法拉第在试验中有着惊人的直觉却完全没有受过正式训练，而与法拉第同时代的麦克斯韦则是高等数学的大师。他在剑桥大学上学时擅长数学物理，在那里艾萨克·牛顿于两个世纪之前完成了自己的工作。
牛顿发明了微积分。微积分以“微分方程”的语言来表述，描述事物在时间和空间中如何顺利地经历细微的变化。海洋波浪、液体、气体和炮弹的运动都可以用微分方程的语言进行描述。麦克斯韦抱着清晰的目标开始了工作——用精确的微分方程表达法拉第革命性的研究结果和他的立场。
麦克斯韦从法拉第得出的电场可以转变为磁场且反之亦然这一发现着手。他采用了法拉第对于力场的描述，并且用微分方程的精确语言重写，得出了现代科学中最重要的方程组之一。它们是一组8个看起来十分艰深的方程式。世界上的每一位物理学家和工程师在研究生阶段学习掌握电磁学时都必须努力消化这些方程式。
随后，麦克斯韦向自己提出了具有决定性意义的问题：如果磁场可以转变为电场，并且反之亦然，那若它们被永远不断地相互转变会发生什么情况?麦克斯韦发现这些电—磁场会制造出一种波，与海洋波十分类似。令他吃惊的是，他计算了这些波的速度，发现那正是光的速度!在1864年发现这一事实后，他预言性地写道：“这一速度与光速如此接近，看来我们有充分的理由相信光本身是一种电磁干扰。”
这可能是人类历史上最伟大的发现之一。有史以来第一次，光的奥秘终于被揭开了。麦克斯韦突然意识到，从日出的光辉、落日的红焰、彩虹的绚丽色彩到天空中闪烁的星光，都可以用他匆匆写在一页纸上的波来描述。今天我们意识到整个电磁波谱——从电视天线、红外线、可见光、紫外线、X射线、微波和γ射线都只不过是麦克斯韦波，即振动的法拉第力场。根据爱因斯坦的相对论，光在路过强引力场时，光线会扭曲。
光具有波粒二象性。
光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。
光的速度：真空中的光速是目前宇宙中已知最快的速度，在物理学中用c表示
光在真空中1s能传播299792458m，也就是说，真空中的光速为c=2.99792458×10^8m/s。在其他各种介质的速度都比在真空中的小。空气中的光速大约为2.99792000×10^8m/s。在我们的计算中，真空或空气中的光速取为c=3×10^8m/s.(最快，极限速度)光在水中的速度比真空中小很多，约为真空中光速的3/4;光在玻璃中的速度比在真空中小的更多，约为真空中光速的2/3。如果一个飞人以光速绕地球运行，在1s的时间内，能够绕地球运行7.5圈;太阳发出的光，要经过8min到达地球，如果一辆1000km/h的赛车不停地跑，要经过17年的时间才能跑完从太阳到地球的距离。
人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分。电磁波之可见光谱范围大约为390～760nm(1nm=10^-9m=0.000000001m)，
光分为人造光(如激光)和自然光(如太阳光)。
自身发光的物体称为光源，光源分冷光源和热光源。
有实验证明光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红色光的0.77微米到紫色光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。
人眼对各种波长的可见光具有不同的敏感性。实验证明，正常人眼对于波长为555纳米的黄绿色光最敏感，也就是这种波长的辐射能引起人眼最大的视觉，而越偏离555nm的辐射，可见度越小。
光具有波粒二象性，即既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。
光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准，并且约定光速严格等于299,792,458米/秒，此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来，随着实验精度的不断提高，光速的数值有所改变，米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程，光速用“c”来表示。
光是地球生命的来源之一。光是人类生活的依据。光是人类认识外部世界的工具。光是信息的理想载体或传播媒质。
据统计，人类感官收到外部世界的总信息中，至少90%以上通过眼睛。
当一束光投射到物体上时，会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。
光线在均匀同种介质中沿直线传播。
光波，包括红外线，它们的波长比微波更短，频率更高，因此，从电通信中的微波通信向光通信方向发展，是一种自然的也是一种必然的趋势。
普通光：一般情况下，光由许多光子组成，在荧光(普通的太阳光、灯光、烛光等)中，光子与光子之间，毫无关联，即波长不一样、相位不一样，偏振方向不一样、传播方向不一样，就象是一支无组织、无纪律的光子部队，各光子都是散兵游勇，不能做到行动一致。
光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射(Reflection)。例：垂直于镜面的直线叫做法线;入射光线与法线的夹角叫做入射角;反射光线与法线的夹角叫做反射角。在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。这就是光的反射定律(Reflection law)。如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在反射现象中，光路是可逆的。反射在在物理学中分为两种：镜面反射和漫反射。镜面反射发生在十分光滑的物体表面(如镜面)。两条平行光线能在反射物体上反射过后仍处于平行状态。凹凸不平的表面(如白纸)会把光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。大多数反射现象为漫反射。
光线从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射(Refraction)。折射光线与法线的夹角叫折射角。如果射入的介质密度大于原本
星光光线所在介质密度，则折射角小于入射角。反之，若小于，则折射角大于入射角。若入射角为0，折射角为零，属于反射的一部分。但光折射还在同种不均匀介质中产生，理论上可以从一个方向射入不产生折射，但因为分不清界线且一般分好几个层次又不是平面，故无论如何看都会产生折射。如从在岸上看平静的湖水的底部属于第一种折射，但看见海市蜃楼属于第二种折射。凸透镜凹透镜这两种常见镜片所产生效果就是因为第一种折射。在折射现象中，光路是可逆的。
光的电磁说 说明光在本质上是电磁波的理论。电磁辐射不仅与光相同，并且其反射、折射以及偏振之性质也相同)由麦克斯韦的理论研究表明，空间电磁场是以光速传播。这一结论已被赫兹的实验证实。麦克斯韦，在1865年得出了结论：光是一种电磁现象。按照麦克斯韦的理论c/v=√( ε* μ) 式中c为真空中的光速。ν为在介电常数为ε和导磁系数为μ的媒质中的光速，因为c/v=n(折射率)，所有n=√( ε* μ) 这个关系式给出了物质的光学常数，电学常数和磁学常数之间的关系。当时从上述的公式中看不出n应随着光的波长λ而改变，因而无法解释光的色散现象。后来罗仑兹在1896年创立了电子论，从这一理论看，介电常数ε是依赖于电磁场的频率，即依赖于波长而变的，从而搞清了光的色散现象。光的电磁理论能够说明光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等许多现象，但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质，所以还需要近代的量子理论来补充。 光的波粒二象性 光电效应以及康普顿效应无可辩驳地证明了光是一种粒子，但是光的干涉和光的衍射又表明光确实是一种波。光到底是什么?光是一种波，同时也是一种粒子。光具有波粒二象性。这就是现代物理学的回答。 光的微粒说 关于光的本性的一种学说。17世纪曾为牛顿等所提倡。这种学说认为光由光源发出的微粒、它从光源沿直线行进至被照物，因此可以想像为一束由发光体射向被照物的高速微粒。这学说很直观地解释了光的直进及反射折射等现象，曾被普遍接受;直到19世纪初光的干涉等现象发现后，才被波动说所推翻。1905年提出光是一种具有粒子性的实物(光子)。但这观念并不摒弃光具有波动性质。这种关于光的波粒二象性的认识，是量子理论的基础。 光的波动说 关于光的本性的一种学说。第一位提出光的波动说的是与牛顿同时代的荷兰人惠更斯。他在17世纪创立了光的波动学说，与光的微粒学说相对立。他认为光是一种波动，由发光体引起，和声一样依靠媒质来传播。这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射现象被发现后才得到广泛承认。19世纪后期，在电磁学的发展中又确定了光实际上是一种电磁波，并不是同声波一样的机械波。1888年德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在，从此奠定了光的电磁理论。这一理论能够说明光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等许多现象。
光的电磁说
说明光在本质上是电磁波的理论。电磁辐射不仅与光相同，并且其反射、折射以及偏振之性质也相同)由麦克斯韦的理论研究表明，空间电磁场是以光速传播。这一结论已被赫兹的实验证实。麦克斯韦，在1865年得出了结论：光是一种电磁现象。按照麦克斯韦的理论c/v=√( ε* μ)
式中c为真空中的光速。ν为在介电常数为ε和导磁系数为μ的媒质中的光速，因为c/v=n(折射率)，所有n=√( ε* μ)
这个关系式给出了物质的光学常数，电学常数和磁学常数之间的关系。当时从上述的公式中看不出n应随着光的波长λ而改变，因而无法解释光的色散现象。后来罗仑兹在1896年创立了电子论，从这一理论看，介电常数ε是依赖于电磁场的频率，即依赖于波长而变的，从而搞清了光的色散现象。光的电磁理论能够说明光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等许多现象，但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质，所以还需要近代的量子理论来补充。
光的波粒二象性
光电效应以及康普顿效应无可辩驳地证明了光是一种粒子，但是光的干涉和光的衍射又表明光确实是一种波。光到底是什么?光是一种波，同时也是一种粒子。光具有波粒二象性。这就是现代物理学的回答。
光的微粒说
关于光的本性的一种学说。17世纪曾为牛顿等所提倡。这种学说认为光由光源发出的微粒、它从光源沿直线行进至被照物，因此可以想像为一束由发光体射向被照物的高速微粒。这学说很直观地解释了光的直进及反射折射等现象，曾被普遍接受;直到19世纪初光的干涉等现象发现后，才被波动说所推翻。1905年提出光是一种具有粒子性的实物(光子)。但这观念并不摒弃光具有波动性质。这种关于光的波粒二象性的认识，是量子理论的基础。
光的波动说
关于光的本性的一种学说。第一位提出光的波动说的是与牛顿同时代的荷兰人惠更斯。他在17世纪创立了光的波动学说，与光的微粒学说相对立。他认为光是一种波动，由发光体引起，和声一样依靠媒质来传播。这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射现象被发现后才得到广泛承认。19世纪后期，在电磁学的发展中又确定了光实际上是一种电磁波，并不是同声波一样的机械波。1888年德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在，从此奠定了光的电磁理论。这一理论能够说明光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等许多现象。
