Садржај
Питање како светлост путује кроз свемир једна је од вишегодишњих мистерија физике. У модерним објашњењима, таласна је појава којој не треба медиј кроз који би се могао ширити. Према квантној теорији, под одређеним околностима се понаша и као скуп честица. За већину макроскопских сврха, његово понашање се може описати третирањем као таласом и применом принципа механике таласа за описивање његовог кретања.
Електромагнетне вибрације
Средином 1800-их, шкотски физичар Јамес Цлерк Маквелл установио је да је светлост облик електромагнетне енергије која путује у таласима. Питање како то успева у одсуству медија објашњава се природом електромагнетних вибрација. Када напуњена честица вибрира, она производи електричну вибрацију која аутоматски индукује магнетну - физичари често визуелно приказују ове вибрације које се јављају у окомитим равнинама. Упарене осцилације шире се према излазу из извора; ниједан медијум, осим електромагнетног поља који прожима свемир, није потребан да их спроведе.
Зрак светлости
Када електромагнетни извор генерише светлост, светлост путује према спољашњем стању као низ концентричних сфера распоређених у складу са вибрацијом извора. Светлост увек води најкраћи пут између извора и одредишта. Линија повучена од извора до одредишта, окомито на таласне фронте, назива се зрака. Далеко од извора, сферне таласне фронте дегенерирају се у низ паралелних линија које се крећу у правцу зраке. Њихов размак дефинише таласну дужину светлости, а број таквих линија које прођу дану тачку у одређеној јединици времена дефинише фреквенцију.
Брзина светлости
Фреквенција којом извор светлости вибрира одређује фреквенцију - и таласну дужину - резултујућег зрачења. То директно утиче на енергију таласног пакета - или навале таласа који се крећу као целина - у складу са односом који је успоставио физичар Макс Планцк почетком 1900-их. Ако је светлост видљива, фреквенција вибрације одређује боју. Међутим, на брзину светлости вибрациона фреквенција не утиче. У вакууму је увек 299.792 километра у секунди (186, 282 миље у секунди), вредност означена словом „ц“. Према Еинстеиновој теорији релативности, ништа у свемиру не путује брже од овога.
Рефракција и Раинбовс
Светлост путује спорије у медијуму него у вакууму, а брзина је пропорционална густини медијума. Ова варијација брзине узрокује савијање светлости на интерфејсу два медија - феномен који се назива рефракција. Угао под којим се савија зависи од густине два медија и таласне дужине упадне светлости. Када се пад светлости на провидном медијуму састоји од таласних фронти различитих таласних дужина, сваки талас фронта савија се под другим углом, а резултат је дуга.