光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也称可见光谱。在科学上的定义，光是指所有的电磁波谱。光是由光子为基本粒子组成，具有粒子性与波动性，称为波粒二象性。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。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。
一、光究竟是什么颜色的
在你的心中或许一直都存在着这样一个疑问：天边的彩虹为什么会是五颜六色的呢?是谁赋予了它们如此美丽的色彩呢?难道这世界上真的有上帝存在?当然，上帝是人们虚构的，而谈到彩虹的色彩，就必须从物理学中的光的色散说起。
夏天雨后，常常有一道彩色的圆弧出现在朝着太阳那一边的天空上，它的颜色通常是红色在外，紫色在内，依次排列的，这就是我们通常所说的彩虹。下雨以后，天上悬浮着些极小的水滴，太阳光沿着一定角度射入这些小水滴，引起了的比较复杂的由折射和反射组成的一种色散现象，我们朝着小水滴看过去，就会看见七彩缤纷的虹。
其实，在我国古代，早就有人接触到色散的本质了。南宋时期的学者程大昌在《演繁露》中就记录了露滴分光的现象。他认为日光通过一个液滴也能化为多种颜色，并不是因为水珠本身具有七彩的颜色，它的颜色其实是由日光的颜色所著。这也就是说他明确地指出了日光中包含有数种颜色，是经过水珠的作用而显现出来的。而这其实已经涉及色散的本质了，只不过他并没有继续深入研究，实在可惜。
由于西方在光学发展的早期对颜色的解释显得特别困难，因此欧洲人对颜色的认识一直采用的是亚里士多德的观点。他认为，颜色不是物体客观的性质，而是人们主观的感觉，一切颜色的形成都是白与黑、光明与黑暗按比例混合的结果。
而在1663年，英国化学家波义耳在研究了物体的颜色问题后，认为物体的颜色是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的，而并不是属于物体的带实质性的性质。能完全吸收光线的物体呈黑色，完全反射光线的物体呈白色。另外还有如笛卡儿、胡克等不少科学家，也都讨论过白光分散或聚焦成颜色问题，但他们都主张"红色光是大大地浓缩了的光，紫色光是大大地稀释了的光"这样一个复杂紊乱的理论。
雨后美丽的彩虹
在牛顿以前，对于颜色并没有一个统一的说法。1666年，牛顿由三棱镜开始进行一系列关于色散的理论和实验研究，他把结果归纳为几条，其要点如下：①光线随着它的折射率不同而颜色各异。颜色不是光的变样，而是光线本来就固有的性质；②颜色的种类和折射的程度为光线所固有，不因折射、反射和其他任何原因而变化；③同一颜色属于同一折射率，反之亦然；④不存在自身为白色的光线，白色是由一切颜色的光线适当混合而产生的，事实上，可以进行把光谱的颜色重新合成而得到白光的实验；⑤必须区别本来单纯的颜色和由它们复合而成的颜色；⑥根据以上各条，可以解释三棱镜使光产生颜色的原因及虹的原理等；⑦自然物的颜色是由于该物体对某种光线反射得多，而对其他光线反射得少；⑧由此可知，光线本身不可能是质，而颜色是光(各种射线)的质，由于颜色这样的质起源于光之中，所以现在有充分的根据认为光是实体。
如果想从现实生活中来观察色散，你可以到彩电跟前看看CRT，我们经常看的电视的荧光粉就是这种组合。不过如果要证实光色散请别看你面前电脑的显视器，它的像素点太小了，肉眼分辨不出来。其实真实生活中红、绿、蓝这三种颜色的组合，几乎形成所有的颜色，无论是蓝天白云的舒适，还是花草树木的鲜艳都是如此。
变幻莫测的花色
小克的妈妈买了一些有色的玻璃纸，这让小克非常高兴。每天他都会隔着不同颜色的玻璃纸去看各种各样的东西，欣赏那些在各色玻璃纸的作用下，变幻出来的美丽的东西。
透过几层红玻璃纸看，一切似乎都变成红的了，透过绿色的玻璃纸看，就是一个绿色的世界。
小克问爸爸是怎么回事，爸爸说："这是各种色彩的性质决定的。"
正如小克的爸爸所说的那样，颜色的变化是由各种色彩本身的性质所决定的。
太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的，各种色光有自己与众不同的性质。
比如，在房间里放上各种各样的花卉，当太阳光照进来时，我们会感到满眼的五彩斑斓。如果我们拉下窗帘，房间里立刻就漆黑一片。此时，当我们打开红灯时，我们仅会看到红花，因为只有红花反射红光，其他颜色的花都将红光吸收了。同样，打开黄灯时，我们只会看到黄花。
做完这个实验，我们就会得出这样一个结论：只有集各种单色光于一体的太阳光照射时，我们才会感受绚丽，才会看到全部。我们看见太阳光为白色，因而说它是"白色光"，其实，太阳光是由各种不同颜色的色光所组成的。
光具有"波"的性质，比如说，水波、声波等都是波。阳光中所包含的各种色光之所以显示不同的颜色，其实是它们的"波长"不相同的缘故。所谓波长，是指一列波的最高点与波的最低点之间的距离。就光显现的颜色而言，按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，光的波长依次越来越短。
有色玻璃纸又叫滤色片，它只让一种颜色的光通过。绿色镜片只允许绿光通过，其他颜色的光被挡住，实际上是被吸收了；红花射出的大部分是红光，红光不能透过绿色的镜片，透过绿色的镜片看到的红花是黑色的，但是通过绿色的玻璃片看绿叶，绿叶就变得更鲜亮了。这是由于绿色的光全部通过来，和其他颜色的东西相比特别亮的缘故。
由于光的这些独特性质，当通过红色玻璃片观察花坛时，我们可以看到，纯红的花白得发亮，绿色的叶子完全是黑色；青紫色的小花变黑了，和变黑的叶子混在一起，几乎找不到；而那些黄色的、玫瑰色的、淡紫色的花都不如原来鲜艳了。
如果通过一块绿色的玻璃片观看花坛，则会看到绿叶更鲜亮了；黄花和淡蓝色的花稍微有点发白；红花是墨黑的；淡紫色和粉红的花变成灰色的。
如果通过蓝色的玻璃片看，红花、黄花变成了黑色；白花更加明亮；浅蓝和深蓝的花几乎和白花一样鲜亮。
我们经常看到一些摄影爱好者在摄影的时候，为了拍下蓝天上的白云，常常在镜头前面加一个黄色的玻璃片，这是因为蓝天和白云都发出明亮的光，在底片上强烈感光，印出的照片上天空背景是一片灰白，分不出是云还是蓝天，加上黄色的镜头以后，蓝色的天空变暗了，因为大量的蓝光被挡住，白云却暗得不多，所以蓝天的背景上白云显得很突出。
我们在镜子里看到了谁?
很多人会回答说："当然是自己了，我们在镜子里呈现的影像是对自己的最准确的复制，在一切细节上都分毫不差。"
但是应该相信这种相似吗？比如你的右脸上有颗痣，但是的你镜子里的右脸却是干净的。倒是镜子里的左脸上有了一粒在真正的左脸上没有的斑点。你向左拨动你的头发，镜子里的人却向右拨；你把你的右眉毛抬高，镜子里的右眉毛却比左眉毛更低了；你在坎肩的右兜上放了一块表，然后把记事本放在西装左兜里。你镜子里的"兄弟"与你有着相反的习惯：表放在坎肩左兜而记事本却放在西装右兜里。如果你观察镜子里钟表的表盘，会发现你从未看到过的景象：数字(原文指罗马数字)的位置与次序都是很奇怪的。比如数字8会出现在12的位置上，12会完全消失，而6后面跟着的反倒是5……等等。除此之外，镜子里指针的移动方向也与平时完全相反。
最终你会发现，你镜子里的"兄弟"有一些你怎么也不能习惯的生理缺陷--他是个左撇子。他写字，缝衣服，吃饭都是用左手，你要想跟他问个好的话，他会把左手伸给你。
很难确定你的"兄弟"是否是个"文盲"，但至少不是个正常的有文化的人。你要是从书上抄写一段话下来，会发现他也用左手写下了一行歪歪扭扭的东西。
就是这样一个人被认为与你极其相似!你真的想靠他外表的形状来判断你自己吗?
如果你看着镜子以为那个就是你自己，到头来你就会糊涂。大多数人的脸、躯干和衣服都不是完全对称的(尽管我们通常都这样认为)：右边的一半并不与左边一半完全相同，你右边一半的特点到了镜子里就会跑到左边去，你面前的这个身影与你真实的样子大相径庭。
隔着墙壁看得见东西
以前，人们用"X射线机"这个响亮的名字到处售卖一种有趣的器具。我还记得，当时我还是一个小学生，第一次拿到这个巧妙玩意儿时候的高兴的心情。这是一个管子，可以使你隔着不透明物体清楚看到后面的一切东西!我曾经用它不但隔着厚纸，还隔着真正的X射线都透不过的刀锋，看到了后面的东西。这个玩意儿构造上并不复杂，只要看一看它的形状，就可以明白。原来那个管子里有四面装成45度倾斜的平面镜，把光线反射几次，这个光线就仿佛绕过了不透明的物体一般。
这一类东西在军事上得到了广泛的应用。战士们坐在战壕里，可以不必把头探出战壕外面就能够望到敌人，他们只要向一架叫做"潜望镜"的仪器里望去就得了。
光线从走进潜望镜折射到观察的人的眼睛，这一段路程越长，潜望镜所能够看到的视界就越小。要把潜望镜的视界放大，就得装置一连串的镜片。但是玻璃是会吸收一部分通过潜望镜的光线的，因此所望到的物体的清晰度会受到影响。这一点使潜望镜的高度受到一定的限制，最高只能够到20米左右；更高的潜望镜只能够有极小的视界和不清楚的景像，特别是在天气阴暗的时候。
潜水艇上的人员向他准备攻击的敌舰观测，也是使用潜望镜的--这是一根长长的管子，上端露在水面上。这种潜望镜要比陆地用的那种复杂得多，但是原理却完全相同。光线从装在潜望镜上端的平面镜(或三棱镜)反射过来，沿着管子向下，经过底部的平面镜反射以后，落到人的眼里。
你能将彩虹放到手里吗
六月的天，小孩的脸，说变就变，刚刚还是晴空万里，突然就下起雨来。一场大雨过后，外面又放晴了。
丁丁和爸爸一起到外面去洗车，这个时候，东方的天空升起了一道美丽的彩虹，丁丁站在那里看呆了，他从来没有看到过这样美丽的彩虹，便问爸爸："爸爸，那是什么啊?真好看。"
爸爸说："那叫彩虹，彩虹是气象中的一种光学现象，出现在雨后。雨后的天空中有大量的水汽或者雨点，当阳光照射到半空中的雨点或者水汽上时，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱。那些美丽的光谱从外到内分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。"
一会儿，彩虹就消失了，丁丁有点失望，爸爸看着失望的丁丁；继续说道："其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便产生可以观察到的彩虹现象。彩虹经常在下午，雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而且充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗。而观察者头上或背后已经没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易地被看到。"
丁丁失望地说："爸爸，彩虹已经没有了，说也没有用了。"
爸爸故作神秘地说："丁丁，你想不想还看到彩虹?"
丁丁说："当然想看了。"
爸爸说："行！我一会就将彩虹放到你的手可以碰到的地方。"
说着，爸爸将手中的水管朝空中洒水，停了片刻之后，爸爸问："看，彩虹！"
果然，一道小的彩虹出现了，丁丁迫不及待地问爸爸是如何做到的。
爸爸向他解释了彩虹的原理。
原来，彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成色散和反射而成的。阳光射入水滴时会同时以不同的角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。其中以40°～42°的反射最为强烈，造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来的，红光在最上方，其他颜色在下面。
想制作彩虹的话，只需要在晴朗的天气下背对阳光，在空中洒水或喷洒水雾，就可以人工地制造彩虹。
丁丁高兴地说："爸爸，那我岂不是可以天天看到彩虹了?"
爸爸点点头。
丁丁赶紧拿出水管，对着空中喷水，果然，一会儿之后，又一道彩虹出现了。
在生活中，我们平时看到的白光是由各种光线汇集而成的，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这7种光的折射能力有所不同，当白光被折射时因这七种光的折射能力不同而会被折射到不同的地方，所以看到了七种光，色散就是指白光被折射成七种色光。小朋友，你知道这其中的奥妙吗？
海水颜色之谜
印度人拉曼是第一位获得诺贝尔物理学奖殊荣的亚洲科学家。1930年，他因光散射方面的研究工作和拉曼效应的发现，获得了当年的诺贝尔物理学奖。那么，以这位科学家的名字命名的"拉曼效应"究竟是怎么一回事呢?
1921年夏天，33岁的拉曼作为印度最高学府--加尔各答大学的代表，去牛津参加英联邦大学的会议，并且准备在英国皇家学会发表演讲。在地中海航行的"纳昆达"号上，拉曼对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源，于是便在这艘客轮的甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。
事实上，早在16岁时，拉曼就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律对蔚蓝色天空所作的解释。后来，由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考，他注意到瑞利所说的"深海的蓝色并不是海水的颜色，只不过是天空蓝色被海水反射所致"这一段话值得商榷，出于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性，拉曼在这一次启程去英国时，特意在行装里准备了一套实验装置：几个尼科尔棱镜、狭缝、小望远镜，甚至还有一片光栅。
首先，他用尼科尔棱镜观察从海面反射的光线，来消去来自天空的蓝光。这样看到的海水自身的颜色是比天空还更深的蓝色。接着，他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。由此可见，海水的颜色是海水本身的一种性质，而并非是由天空的颜色引起的。拉曼在回程的轮船上写了两篇论文讨论这一现象，他认为这一定是起因于水分子对光的散射。论文在轮船中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。
