빛은 전자기 스펙트럼의 특정 부분 내의 전자기 복사입니다. 단어는 일반적으로 사람의 눈에 보이고 시력 감각을 담당하는 가시 광선 인 가시 광선을 나타냅니다. 가시 광선은 적외선 (장파장)과 자외선 (단파장) 사이의 파장이 400-700 나노 미터 (nm) 또는 4.00 × 10-7-7.0000-7-7 m 인 것으로 정의됩니다. . 이 파장은 약 430-750 테라 헤르쯔 (THz)의 주파수 범위를 의미합니다.

지구상의 주요 광원은 태양입니다. 햇빛은 녹색 식물이 주로 녹말의 형태로 설탕을 만드는 데 사용하는 에너지를 제공하여 녹말을 소화하는 생물체에 에너지를 방출합니다. 이 광합성 과정은 생물에 의해 사용되는 거의 모든 에너지를 제공합니다. 역사적으로 인간의 또 다른 중요한 광원은 고대 캠프 파이어에서 현대 등유 램프에 이르기까지 화재가 발생했습니다. 전기 조명 및 전력 시스템의 개발로, 전기 조명은 효과적으로 불을 교체했습니다. 동물의 일부 종은 자신의 빛을 생성합니다.이 과정을 생물 발광 (bioluminescence)이라고합니다. 예를 들어, 반딧불이는 동료를 찾는 데 빛을 사용하고 뱀파이어 오징어는 먹이에서 자신을 숨기기 위해 빛을 사용합니다.

가시광의 주요 특성은 강도, 전파 방향, 주파수 또는 파장 스펙트럼 및 편광이며, 초당 299,792,458 미터의 진공 속에서의 속도는 자연의 기본 상수 중 하나입니다. 가시 광선은 모든 유형의 전자기 방사 (EMR)와 마찬가지로 진공 상태에서 항상이 속도로 움직이는 것으로 실험적으로 밝혀졌습니다.

물리학에서 빛이라는 용어는 가시적이든 아니든간에 어떤 파장의 전자기 복사를 가리킬 수도 있습니다. 이러한 의미에서 감마선, X 선, 마이크로파 및 전파도 가볍습니다. 모든 유형의 EM 방사선처럼, 가시 광선은 파도처럼 전파됩니다. 그러나 파동에 의해 부여 된 에너지는 입자가 흡수되는 방식으로 단일 위치에서 흡수됩니다. 전자기파의 흡수 된 에너지는 광자 (photon)라고 불리며 빛의 양을 나타냅니다. 빛의 물결이 광자로 변형되고 흡수되면, 물결의 에너지는 즉시 하나의 위치로 붕괴되며,이 위치는 광자가 도착하는 곳입니다. 이것이 파동 함수 붕괴라고 불리는 것입니다. 이 두 가지 파동 및 입자와 같은 빛의 성질은 파동 – 입자 이중성으로 알려져 있습니다. 광학으로 알려진 빛의 연구는 현대 물리학에서 중요한 연구 영역입니다.

전자기 스펙트럼 및 가시 광선
일반적으로 전자기 방사선 또는 전자기장 (전자기장은 정적 전기장과 자기장 및 근거리 장을 제외합니다)은 파장에 따라 라디오, 전자 레인지, 적외선, 빛, 자외선, X 선 및 감마로 인식되는 가시 영역으로 분류됩니다 레이.

EMR의 동작은 파장에 따라 다릅니다. 높은 주파수는 짧은 파장을 가지며 낮은 주파수는 긴 파장을 갖습니다. EMR이 단일 원자와 분자와 상호 작용할 때, 그 행동은 그것이 운반하는 양자 당 에너지의 양에 달려있다.

가시광 영역의 EMR은 분자 내에서 전자 여기를 일으킬 수있는 에너지의 하단에있는 양자 (광자라고 함)로 구성되어 분자의 결합이나 화학적 성질을 변화시킵니다. 가시 광선 스펙트럼의 하단부에서, EMR은 사람의 망막에서 망막의 가시 분자 레티 날 (retinal)에서 지속적인 분자 변화 (형태 변화)를 야기하는 광자가 더 이상 존재하지 않기 때문에 인간에게는 보이지 않게된다 (적외선). 변화는 시력의 감각을 촉발시킵니다.

다양한 종류의 적외선에 민감한 동물이 있지만 양자 흡수가 아닌 동물이 있습니다. 뱀의 적외선 감지는 일종의 자연 열 화상 촬영에 달려 있습니다.이 곳에서는 작은 물방울의 세포 물이 적외선에 의해 온도가 상승합니다. 이 범위의 EMR은 분자 진동 및 가열 효과를 유발하는데, 이는이 동물이이를 감지하는 방식입니다.

가시광의 범위를 넘어 자외선은 360 nm 이하의 각막과 400 이하의 내부 렌즈에 흡수되기 때문에 사람이 볼 수 없게됩니다. 또한 인간의 눈의 망막에있는 막대와 원뿔은 짧은 (360 nm 이하) 자외선 파장을 가지며 실제로 자외선에 의해 손상됩니다. 렌즈가 필요없는 눈을 가진 많은 동물 (곤충과 새우 등)은 인간이 가시 광선을 탐지하는 것과 거의 동일한 화학적 방식으로 양자 광자 흡수 메커니즘에 의해 자외선을 탐지 할 수 있습니다.

다양한 소스는 가시 광선을 420 ~ 680으로 넓게 380 ~ 800nm로 정의합니다. 이상적인 실험 조건 하에서 사람들은 적어도 1050 nm까지의 적외선을 볼 수 있습니다. 어린이 및 젊은 성인은 자외선 파장을 약 310 ~ 313 nm까지 감지 할 수 있습니다.

식물 성장은 또한 빛의 색 스펙트럼, photomorphogenesis로 알려진 프로세스의 영향을받습니다.

빛의 속도
진공에서 빛의 속도는 정확히 299,792,458 m / s (약 186,282 마일 / 초)로 정의됩니다. SI 단위의 빛의 속도의 고정 값은 이제 미터기가 빛의 속도의 관점에서 정의된다는 사실에서 기인합니다. 모든 형태의 전자기 방사는 진공 상태에서 정확히 같은 속도로 움직입니다.

다른 물리학 자들은 역사 속에서 빛의 속도를 측정하려고 시도해 왔습니다. 갈릴레오는 17 세기의 빛의 속도를 측정하려고 시도했다. 빛의 속도를 측정하기위한 초기 실험은 1676 년 덴마크의 물리학자인 Ole Rømer에 의해 수행되었습니다. 망원경을 사용하여 Romer는 목성과 위성 중 하나 인 Io의 움직임을 관찰했습니다. Io의 궤도의 명백한 기간에 불일치가 있음을 지적하면서 그는 빛이 지구 궤도의 지름을 횡단하는데 약 22 분이 걸린다 고 계산했다. 그러나 당시 그 크기는 알려지지 않았습니다. Rømer가 지구 궤도의 지름을 알고 있다면 그는 227,000,000m / s의 속도를 계산했을 것입니다.

1849 년 Hippolyte Fizeau가 유럽에서 빛의 속도를보다 정확하게 측정했습니다. Fizeau는 수 킬로미터 떨어진 거울에서 빛의 광선을 지시했습니다. 회전 톱니 바퀴는 광원에서 거울로 이동 한 다음 원래의 위치로 되돌아 가면서 광선의 경로에 배치되었습니다. Fizeau는 특정 회전 속도에서 빔이 출구에서 휠의 한 틈을 통과하고 도로에서 다음 갭을 통과한다는 것을 알았습니다. 거울까지의 거리, 바퀴의 이빨 수 및 회전 속도를 알고있는 Fizeau는 빛의 속도를 313,000,000 m / s로 계산할 수있었습니다.

Léon Foucault는 회전 거울을 사용하여 1862 년에 298,000,000 m / s의 값을 얻는 실험을 수행했습니다. Albert A. Michelson은 1977 년 사망 할 때까지 1877 년의 빛의 속도에 관한 실험을했습니다. 그는 1926 년 푸코의 방법을 개선 된 회전 거울을 사용하여 윌슨 산에서 캘리포니아의 샌 안토니오 산까지 왕복 여행을 한 시간을 측정했습니다. 정확한 측정 결과 299,796,000 m / s의 속도가 나타났습니다.

일반 물질을 함유 한 다양한 투명 물질에서 빛의 유효 속도는 진공 상태보다 적습니다. 예를 들어 물 속의 빛의 속도는 진공 상태에서의 빛의 속도의 약 3/4입니다.

2 명의 독립적 인 물리학 자 팀은 하바드 대학의 한 팀과 매사추세츠 주 케임브리지의 Rowland Institute for Science에서 루비듐 원소의 Bose-Einstein 응축액을 통과시켜 “완전히 멈춘다”고 밝힌 바있다. 케임브리지의 하버드 – 스미스 소니 언 천체 물리학 센터. 그러나이 실험에서 빛이 “멈추었다”는 것은 두 번째 레이저 펄스에 자극을 받아 임의의 나중 시간에 다시 방출 된 원자의 여기 상태에 저장된 빛을 나타냅니다. 그것이 “멈춘”시간 동안 그것은 빛이되는 것을 멈췄다.

광학
빛의 연구와 빛과 물질의 상호 작용을 광학이라고합니다. 무지개와 오로라 보 리 얼리스와 같은 광학 현상의 관찰과 연구는 빛의 본질에 관해 많은 단서를 제공합니다.

굴절

빛의 굴절의 예. 짚은 공기에서 액체로 들어가는 빛의 굴절 때문에 구부러진 것처럼 보입니다.

굴절은 한 투명 재료와 다른 재료 사이의 표면을 통과 할 때 광선이 구부러지는 것을 말합니다. 그것은 스넬의 법칙에 의해 설명됩니다 :


여기서, θ1은 제 1 매질에서 광선과 표면 법선 사이의 각도이고, θ2는 제 2 매질에서 광선과 표면 법선 사이의 각도이고, n1 및 n2는 진공에서 n = 1 인 굴절률이며, 투명 물질에서 n> 1이다.

빛의 광선이 진공과 다른 매체 사이 또는 두 개의 다른 매체 사이의 경계를 가로 지르면 빛의 파장은 변하지 만 주파수는 일정하게 유지됩니다. 빛의 광선이 경계와 직각을 이루지 않으면 (또는 정상적인 경우), 파장의 변화로 인해 광선의 방향이 바뀝니다. 이러한 방향 변경은 굴절이라고합니다.

렌즈의 굴절 품질은 이미지의 겉보기 크기를 변경하기 위해 빛을 조작하는 데 자주 사용됩니다. 돋보기, 안경, 콘택트 렌즈, 현미경 및 굴절 망원경은이 조작의 모든 예입니다.

광원
많은 빛의 근원이 있습니다. 주어진 온도의 몸체는 흑체 방사선의 특성 스펙트럼을 방출합니다. 간단한 열원은 햇빛이며 태양 광선의 색층에 의해 방출되는 복사선은 약 6,000 켈빈 (섭씨 5,730도, 화씨 10,340도)은 전자기 스펙트럼의 가시 영역에서 정점을 찍을 때 파장 단위로 그리고 약 44 %는 햇빛 에너지 땅에 닿는 것은 눈에 보인다. 또 다른 예로 백열전 구가 있는데, 백열전 구는 가시 광선으로 에너지의 약 10 % 만 방출하고 나머지는 적외선으로 방출합니다. 역사상 일반적인 열원은 화염에 빛나는 고체 입자이지만 적외선에서도 대부분의 복사를 방출하고 가시 광선의 일부만 방출합니다.

흑체 스펙트럼의 최고점은 인간과 같은 비교적 차가운 물체에 대해 약 10 마이크로 미터 파장의 깊은 적외선에 있습니다. 온도가 증가함에 따라, 피크는 더 짧은 파장으로 이동하고, 처음에는 적색 발광을 생성 한 다음, 백색 발광을 생성하고, 마지막으로 피크가 스펙트럼의 가시적 인 부분에서 자외선으로 이동함에 따라 청색을 띄게됩니다. 이 색상은 금속이 “적색”또는 “백색 고온”으로 가열 될 때 볼 수 있습니다. 별에서 별색을 제외하고는 파란색 흰색 열 방출이 자주 보이지 않습니다 (가스 불꽃 또는 순수한 파란색의 색상은 실제로 CH 라디칼에 의한 분자 방출로 인해 발생합니다 (425 nm 부근의 파장대 방출, 별이나 순수한 열 방사에서는 보이지 않습니다).

원자는 특성 에너지에서 빛을 방출하고 흡수합니다. 이것은 각 원자의 스펙트럼에 “방출 선”을 생성합니다. 발광 다이오드, 가스 방전 램프 (예 : 네온 램프 및 네온 사인, 수은 램프 등) 및 화염 (고온 가스 자체의 빛 – 예 : 나트륨은 가스 불꽃은 특징적인 황색 빛을 발한다). 방출은 또한 레이저 또는 전자 레인지 메이커 에서처럼 자극을받을 수 있습니다.

전자와 같은 자유 하전 입자의 감속은 가시 광선을 생성 할 수 있습니다 : 싸이클로트론 (cyclotron) 방사선, 싱크로트론 (synchrotron) 방사선 및 제동 방사선 (bremsstrahlung radiation)이 모두이 예입니다. 그 매체에서 빛의 속도보다 빠르게 매체를 통해 움직이는 입자는 가시적 인 Cherenkov 방사선을 생성 할 수 있습니다. 특정 화학 물질은 화학 발광으로 가시 광선을 생성합니다. 생명체에서이 과정을 생물 발광 (bioluminescence)이라고합니다. 예를 들어, 반딧불이가이 방법으로 빛을 생산하고, 보트를 통해 물이 이동하면 빛나는 눈을 뜨게하는 플랑크톤을 방해 할 수 있습니다.

특정 물질은 더 정력적인 방사선 (형광으로 알려진 과정)에 의해 조명 될 때 빛을 생성합니다. 일부 물질은 더 강한 방사에 의한 여기 후에 천천히 빛을 방출합니다. 이것을 인광이라고합니다. 인광 물질은 원자 입자로 충격을 주어 흥분 될 수 있습니다. Cathodoluminescence는 한 가지 예입니다. 이 메커니즘은 음극선 관 텔레비전 세트 및 컴퓨터 모니터에 사용됩니다.

특정 다른 메커니즘이 빛을 생성 할 수 있습니다.

생물 발광
체렌 코브 방사선
일렉트로 루미 네 센스
불꽃
Sonoluminescence
트리볼 루미 네 센스

빛의 개념에 매우 높은 에너지의 광자 (감마선)가 포함될 예정인 경우, 추가 생성 메커니즘에는 다음이 포함됩니다.

입자 – 반 입자 소멸
방사성 붕괴

가벼운 압력
빛은 맥스웰의 방정식에 의해 추론 될 수있는 현상 인 경로에서 물체에 물리적 인 압력을 가하지 만 빛의 입자 성질에 의해 더 쉽게 설명 될 수 있습니다. 포톤은 파업을 일으키고 운동량을 전달합니다. 가벼운 압력은 빛의 힘을 c로 나눈 값, 빛의 속도와 같습니다. c의 크기로 인해, 가벼운 압력의 영향은 일상적인 물체에 대해서는 무시할 수 있습니다. 예를 들어, 1 밀리 와트의 레이저 포인터는 피사체에 약 3.3 피코 뉴톤의 힘을가합니다. 따라서 레이저 포인터로 미국의 한 푼을 들어 올릴 수는 있지만 그렇게하면 약 300 억 개의 1mW 레이저 포인터가 필요하게됩니다. 그러나 나노 전자 기계 시스템 (NEMS)과 같은 나노 미터 규모의 응용 분야에서는 가벼운 압력의 효과가 더 중요하며, NEMS 메커니즘을 구동하고 나노 미터 규모의 물리적 스위치를 집적 회로에 적용하는 데 필요한 가벼운 압력을 활용하는 것이 연구의 활발한 영역입니다 . 큰 스케일에서는 가벼운 압력으로 인해 소행성이 더 빠르게 회전하고 풍차의 베인 에서처럼 불규칙한 모양으로 움직일 수 있습니다. 우주에서 우주선을 가속화 할 태양 돛을 만들 가능성도 조사 중에있다.

크로크스 복사계의 움직임은 원래 가벼운 압력에 기인 한 것이지만,이 해석은 정확하지 않다. 특성 크로크스 회전은 부분 진공의 결과입니다. 이것은 니콜스 복사계와 혼동되어서는 안되며, 토크에 의한 (약간의) 움직임 (마찰에 대해 완전한 회전은 아니지만)은 가벼운 압력에 의해 직접적으로 야기된다. 1909 년에 아인슈타인은 가벼운 압력 때문에 물질의 움직임에 반대하는 “복사 마찰”의 존재를 예언했다. 그는 “방사선은 판의 양면에 압력을 가할 것이다. 두면에 작용하는 압력의 힘은 평판이 놓여 있으면 평등합니다. 그러나 움직이는 경우 더 많은 방사선이 뒷면 (표면)보다 앞쪽에있는 표면에 반사됩니다. 따라서 전면에 가해지는 압력의 후방 작용력은 뒤쪽에 작용하는 압력의 힘보다 크다. 그러므로, 두 힘의 결과로서, 플레이트의 운동을 방해하는 힘이 남아 있고 플레이트의 속도에 따라 증가하는 힘이 남아 있습니다. 우리는 이것을 결과적으로 ‘복사 마찰’이라고 부를 것입니다. ”

빛에 대한 역사 이론, 연대순으로
기원전 5 세기에 엠페도클레스는 모든 것이 네 가지 요소로 구성되었다고 가정했다. 화재, 공기, 대지 및 물. 그는 아프로디테가 네 요소에서 인간의 시선을 만들었다 고 믿었으며 눈에서 불을 뿜어내는 불을 눈에 비추었다. 이것이 사실이라면, 낮에는 물론 밤에도 볼 수 있습니다. 그래서 Empedocles는 눈의 광선과 태양과 같은 광원의 광선 사이의 상호 작용을 가정했습니다.

BC 300 년경 유클리드 (Euclid)는 Optica에 빛의 성질을 연구했다. 유클리드는 빛이 직선으로 여행한다고 가정하고 반사의 법칙을 기술하고 수학적으로 연구했습니다. 그는 광경이 눈에서 나온 광선의 결과라고 질문했습니다. 왜냐하면 사람이 눈을 감은 다음 밤에 그것을 열면 별이 어떻게 보이는지 묻습니다. 눈에서 나온 광선이 무한히 빨리 이동하면 문제가되지 않습니다.

기원전 55 년, 초기 그리스 원자론 자의 생각을 담은 로마인 루크 레 티우스 (Lucretius)는 “태양의 빛과 열, 이것들은 흩어져있을 때 바로 쏘아서 시간을 잃는 미세한 원자들로 구성되어있다. 쏘우 (shove)에 의해 부여 된 방향으로 공기의 내부 공간. ” (우주의 본질에 관해서). 이후의 입자 이론과 유사 함에도 불구하고, 루크 레티 우스의 견해는 일반적으로 받아 들여지지 않았다. 프톨레마이오스 (2 세기 경)는 그의 책 광학에서 빛의 굴절에 관해 썼다.

고전 인도
고대 인도에서는, 초기 세기의 주위에에서 Samkhya와 Vaisheshika의 힌두교 학교는 빛에 이론을 개발했다. 삼협 학교에 따르면, 빛은 총체적인 요소가 나오는 다섯 가지 기본 “미묘한”요소 (tanmatra) 중 하나입니다. 이 요소들의 원 자성은 구체적으로 언급되지 않았으며 실제로는 연속적이라고 간주됩니다. 다른 한편으로는, Vaisheshika 학교는 에테르, 공간 및 시간의 비 원자력 지상에 육체 세계의 원자 이론을 준다. 기본 원자는 지구 (prthivi), 물 (pani), 불 (agni), 공기 (vayu)의 원자이다. 광선은 빠른 속도의 tejas (fire) 원자의 흐름으로 간주된다. 빛의 입자는 속도와 Tejas 원자의 배열에 따라 다른 특성을 나타낼 수 있습니다. Vishnu Purana는 햇빛을 “일곱 개의 태양 광선”이라고 부릅니다.

5 세기의 Dignāga와 7 세기의 Dharmakirti와 같은 인도 불교 신자들은 일시적으로 빛이나 에너지 인 원자 실체로 이루어진 현실에 대한 철학 인 원자 론의 한 유형을 개발했습니다. 그들은 빛을 에너지와 동등한 원자 실체로 보았습니다.

데카르트
René Descartes (1596-1650)는 빛이 베이컨, 그로 세 테스테 (Grosseteste), 케플러 (Kepler)의 “종”뿐만 아니라 Ibn al-Haytham과 Witelo의 “형태”를 거부하면서 발광체의 기계적 성질이라고 주장했다. 1637 년에 그는 빛이 덜 치밀한 매체보다 밀도가 높은 매체에서 더 빨리 여행한다고 가정 한 빛의 굴절 이론을 발표했습니다. 데카르트는 음파의 비유로이 결론에 도달했습니다. 비록 데카르트가 상대 속도에 대해 부정확했지만, 빛은 물결처럼 행동한다고 ​​가정하고 굴절이 다른 매체에서의 빛의 속도로 설명 될 수 있다고 가정 할 때 옳았다.

Descartes는 기계적 유추를 처음으로 사용하는 것은 아니지만 빛이 발광체와 전달 매체의 기계적 특성에 불과하다고 분명히 주장했기 때문에 Descartes의 빛 이론은 현대의 물리적 광학의 시작으로 간주됩니다.

입자 이론
원자 론자 인 피에르 가센디 (Pierre Gassendi, 1592-1655)는 1660 년대에 사후에 발표 된 빛의 입자 이론을 제안했다. 아이작 뉴턴 (Isaac Newton)은 이른시기에 가센디 (Gassendi)의 작업을 연구했고, 데카르트 (Descartes)의 플레 넘 (plenum)에 대한 그의 견해를 선호했다. 그는 자신의 빛 가설 1675에서 빛은 근원으로부터 모든 방향으로 방출 된 물질 (미립자)로 구성되었다고 말했다. 뉴턴의 빛의 물결에 대한 논쟁 중 하나는 빛이 장애물 주변에서 구부러진다는 것이었고 빛은 직선으로 만 움직이는 것이 었습니다. 그러나 그는 빛 입자 (프란체스코 그리 멀디 (Francesco Grimaldi)가 관찰 한 빛의 회절 현상)를 설명함으로써 가벼운 입자가 오드에 국부 화 된 파를 만들어 낼 수 있음을 설명했다.

뉴턴의 이론은 빛의 반사를 예측하는 데 사용될 수 있지만, 중력에 의한 끌어 당김이 더 크기 때문에 밀도가 높은 매체에 들어가면 빛이 가속된다고 가정하여 굴절을 설명 할 수만 있습니다. 뉴턴은 1704 년 옵틱스 (Opticks)에서 그의 이론의 최종본을 발표했다. 그의 명성은 입자 이론이 18 세기 동안 흔들리지 않도록 도와 주었다. 빛에 대한 입자 이론은 빛이 그것을 벗어날 수 없을 정도로 몸이 너무 거대 할 수 있다고 주장하는 라플라스 (Laplace)를 이끌었다. 바꾸어 말하면, 지금은 블랙홀이라고 불리는 것이 될 것입니다. 라플라스 (Laplace)는 빛의 파동 이론이 빛의 모델로서 확고하게 확립 된 후에 (나중에 설명했듯이, 입자 이론이나 파동 이론이 완전히 올바르지 않은) 그의 제안을 나중에 철회했다. 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)과 조지 FR 엘리스 (George FR Ellis)는 시공간의 대규모 구조에 빛에 대한 뉴턴의 글을 번역했다.

빛이 편광 될 수 있다는 사실은 입자 이론을 사용하여 뉴튼에 의해 처음으로 정 성적으로 설명되었다. 1810 년 Étienne-Louis Malus는 수학적 입자 분극 이론을 만들었습니다. Jean-Baptiste Biot는 1812 년에이 이론이 모든 알려진 빛 분극 현상을 설명했다는 것을 보여주었습니다. 그 당시 양극화는 입자 이론의 증거로 간주되었다.

파동 이론
색상의 기원을 설명하기 위해 Robert Hooke (1635-1703)는 “맥박 이론”을 개발하고 1665 년 작업 Micrographia ( “Observation IX”)에서 물의 파동과 빛의 퍼짐을 비교했습니다. 1672 년에 Hooke는 빛의 진동이 전파 방향에 수직 일 수 있다고 제안했다. Christiaan Huygens (1629-1695)는 1678 년에 빛의 수학적 파동 이론을 연구하고 1690 년 빛에 관한 그의 논문에서 이것을 발표했다. 그는 빛이 루미 페러 루 에테르라고 불리는 매체에서 일련의 파동으로서 모든 방향으로 방출되었다고 제안했다. . 파도가 중력의 영향을받지 않기 때문에 밀도가 높은 매체에 들어가면 속도가 느려졌다고 가정했습니다.

크리스티안 호이겐스.
파동 이론은 빛의 파도가 음파와 같이 서로 간섭 할 수 있다고 예언했습니다 (Thomas Young이 1800 년경에 언급했듯이). 젊음은 회절 실험을 통해 빛이 파동처럼 행동 함을 보여주었습니다. 또한 그는 서로 다른 색이 서로 다른 파장의 빛에 의해 야기되고, 눈의 3 색 수용체의 관점에서 색 상을 설명한다고 제안했다. 파동 이론의 또 다른 지지자는 Leonhard Euler였습니다. 그는 Nova theoria lucis et columum (1746)에서 회절이 파 이론에 의해 더 쉽게 설명 될 수 있다고 주장했다. 1816 년 앙드레 – 마리 앙 페레 (André-Marie Ampère)는 Augustin-Jean Fresnel에게 빛이 횡파 인 경우 파동 이론으로 빛의 양극화를 설명 할 수 있다는 생각을했습니다.

나중에 프레 넬은 자신의 파동 이론을 독자적으로 연구하여 1817 년 Académie des Sciences에 발표했습니다. Siméon Denis Poisson은 Fresnel의 수학적 연구에 파동 이론에 찬성하여 설득력있는 주장을하고 뉴튼의 미시적 이론을 뒤집어 엎는 데 도움을주었습니다 . 1821 년까지 Fresnel은 빛의 파동 이론에 의해 편광이 설명 될 수 있고 광선이 전체적으로 횡단하고 종파 진동이 전혀없는 경우에만 설명 할 수있는 수학적 방법을 통해 보여줄 수있었습니다.

파동 이론의 약점은 음파와 같이 가벼운 파동이 전달 매체가 필요하다는 것입니다. 1678 년에 Huygens에 의해 제안 된 가상의 물질 luminiferous aether의 존재는 Michelson-Morley 실험에 의해 19 세기 후반에 강한 의문에 빠져 들었다.

뉴턴의 미적 이론은 암흑 물질이 더 빠르게 퍼져 나간다는 것을 암시하며, 호이겐스의 파동 이론과 다른 이론은 그 반대를 암시했다. 그 당시 빛의 속도는 어느 이론이 올바른지를 결정하기에 충분할 정도로 정확하게 측정 될 수 없었습니다. 충분히 정확한 측정을 한 최초의 사람은 1850 년 레옹 푸코 (Léon Foucault)였습니다. 그의 결과는 파동 이론을지지했으며 고전 입자 이론은 결국 포기되어 20 세기에 부분적으로 다시 등장했습니다.

전자기 이론

선형 편광 된 빛의 3 차원 렌더링은 시간의 흐름에 따라 고정되어 빛의 두 진동 요소를 보여줍니다. 전계 및 자기장이 서로 수직이고 운동의 방향 (횡파)에 영향을 미친다.
1845 년 마이클 패러데이 (Michael Faraday)는 패러데이 회전으로 알려진 효과 인 투명 유전체가있을 때 광선이 자기장 방향을 따라 이동할 때 직선 편광의 편광면이 회전 함을 발견했습니다. 이것은 빛이 전자기와 관련이 있다는 최초의 증거였습니다. 1846 년에 그는 빛이 자기장 선을 따라 전파하는 어떤 형태의 교란 일지 모른다고 추측했다. 패러데이 (Faraday)는 1847 년에 빛이 고주파 전자기 진동으로 에테르와 같은 매질이 없어도 전파 할 수 있다고 제안했다.

패러데이의 연구는 James Clerk Maxwell이 전자기 복사와 빛을 연구하도록 고무 시켰습니다. 맥스웰은 자기 전파하는 전자기파가 이전에 측정 된 빛의 속도와 같아지는 일정한 속도로 공간을 통과한다는 것을 발견했습니다. 이것으로부터, 맥스웰은 빛이 전자기 복사의 한 형태라고 결론지었습니다. 그는 처음으로 물리적 인 힘의 줄에서 1862 년에이 결과를 언급했습니다. 1873 년 그는 전기 및 자기장의 거동에 대한 완전한 수학적 기술을 포함하고있는 맥스웰의 방정식으로 알려진 전기 및 자기학에 ​​관한 논문을 발표했다. Heinrich Hertz는 Maxwell의 이론을 실험실에서 전파를 생성하고 탐지하여 실험적으로 확인했으며,이 파도가 반사, 굴절, 회절 및 간섭과 같은 속성을 나타내는 가시 광선과 정확히 동일 함을 입증했습니다. 맥스웰의 이론과 Hertz의 실험은 현대 라디오, 레이더, 텔레비전, 전자기 영상 및 무선 통신의 개발로 직접 이끌었습니다.

양자 이론에서, 광자는 맥스웰의 고전 이론에 묘사 된 파동의 파동 패킷으로 간주됩니다. 양자 이론은 맥스웰의 고전 이론 (예 : 스펙트럼 선)이 할 수 없었던 시각적 인 빛조차도 효과를 설명하기 위해 필요했습니다.

양자 이론
1900 년 맥스 플랑크 (Max Planck)에서 흑체 방사능에 대한 설명을 시도한 결과, 빛은 파도 였지만이 파도는 주파수와 관련된 유한 양에서만 에너지를 얻거나 잃을 수 있다고 제안했습니다. 플랑크는 이러한 “덩어리 (lumps)”를 빛 에너지 “퀀타 (quanta)”라고 부릅니다 ( “얼마나”에 대한 라틴어 단어에서). 1905 년 알버트 아인슈타인은 광전 효과를 설명하기 위해 광 양자의 개념을 사용했으며,이 가벼운 양자는 “진짜”존재라고 제안했다. 1923 년 아서 홀리 콤프 턴 (Arthur Holly Compton)은 전자에서 산란 된 저 강도 X 선 (소위 콤프 톤 산란)이 X 선의 입자 이론에 의해 설명 될 수 있지만 파 이론은 설명되지 않을 때 나타나는 파장 이동을 보여주었습니다. 1926 년 Gilbert N. Lewis는이 가벼운 양자 입자 광자를 명명했습니다.

결국 양자 역학의 근대 이론은 입자와 파 모두 (어떤 의미에서는) 입자의 빛이 아니라 입자가 아니고 파 (실제적으로 거시적 인 현상들, 야구 나 파도처럼). 대신, 현대 물리학은 빛을 가끔 한 종류의 거시적 은유 (입자), 때로는 또 다른 거시적 은유 (물결)에 적합한 수학으로 설명 할 수있는 것으로 본다. 그러나 실제로는 완전히 상상할 수없는 것이다. 물리학 자들은 전자파가 저주파에서 고전파처럼 행동하는 경향이 있지만 고주파에서는 고전 입자와 유사하지만 모든 것을 완전히 잃지는 않는다는 사실을 물리학 자들은 상기했습니다. 하나 또는 다른 것의 자질 주파수의 중간 정도를 차지하는 가시 광선은 파동이나 입자 모델 또는 때로는 둘 다를 사용하여 기술 할 수있는 실험에서 쉽게 나타낼 수 있습니다.

2018 년 2 월, 과학자들은 양자 컴퓨터의 개발에 유용 할 수있는 극 광을 포함 할 수있는 새로운 형태의 빛의 발견을 처음으로보고했습니다.