ติดตั้งไฟ, รังสีมาม่าเหล็กไฟฟ้าที่สามารถตรวจจับได้ด้วยตามนุษย์ รังสีมาม่าเหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างมาก โดยที่รังสีแกมมาที่มีแน่นอนความยาวคลื่นน้อยกว่าประมาณ 1 × 10−11 วัด ถึง คลื่นวิทยุ มีแน่นอนหน่วยเป็น วัด ภายในสเปกตรัมที่กว้างนั้น ความยาวคลื่นที่รายบุคคลมองเห็นนั้{นม}ีแถบที่แคบมาก โดยที่ประมาณ 700 นาโนเมตร (นาโนเมตร; ส่วนในพันล้านเมตร) สำหรับแสงสีแดง ไปจนถึงประมาณ 400 นาโนเมตรสำหรับแสงสีม่วง ภูมิภาคสเปกตรัมที่เยี่ยมชมติดกับแถบที่มองเห็{นม}ักเรียกว่าแสงเช่นกัน อินฟราเรดที่ปลายด้านหนึ่งและรังสีอัลตราไวโอเลตที่ปลายอีดัน้านหนึ่ง ความเร็วแสงในสุญญากาศเป็นค่าคงที่พื้นฐานทางกายภาพ ค่าที่ยอมรับในปัจจุบันคือ 299,792,458 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 186,282 ไมล์ต่อวินาที
ไม่แน่นอนมีแน่นอนคำตอบเดียวสำหรับคำถามที่ว่า “แสงคืออะไร” ตอบสนองบริบทมากมายที่แสงมีประสบการณ์ ค้นพบ และใช้ประโยชน์ นักฟิสิกส์มีแน่นอนความสนใจในคุณสมบัติทางกายภาพของแสง ศิลปินที่ชื่นชมความงามของโลกภาพ แสงเป็นเครื่องมือหลักในการรับรู้โลกและสื่อสารภายในผ่านประสาทสัมผัสของการมองเห็น แสงจากดวงอาทิตย์ทำให้โลกร้อนขึ้น ขับเคลื่อนรูปแบบสภาพอากาศทั่วโลก และเริ่มกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ค้ำจุนชีวิต ในระดับที่สุดยอด การสื่อสารของแสงกับสสารได้ช่วยสร้างโครงสร้างของเอกภพ แท้จริงแล้ว แสงเป็นหน้าต่างสู่โลก โดยที่ระดับเอกภพจนถึงระดับปรมาณู ข้อมูลเกือบทั้งหมดเกี่ยวกับส่วนที่เหลือของเอกภพมาถึงโลกในรูปของรังสีมาม่าเหล็กไฟฟ้า โดยการตีความการแผ่รังสีนั้น นักดูดาวสามารถมองเห็นยุคแรกๆ ของเอกภพ วัดการขยายตัวทั่วไปของเอกภพ และกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์และมวลสารระหว่างดาวได้ เช่นเดียวกับการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ที่ขยายขอบเขตการสำรวจจักรวาลออกไปอย่างมาก การประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ก็เปิดโลกที่ซับซ้อนของเซลล์เช่นกัน การวิเคราะห์ความสม่ำเสมอของแสงที่ปล่อยออกมาและดูดซับโดยอะตอมเป็นแรงผลัดันันหลักในการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม สเปกโทรสโกปีของอะตอมและโมเลกุลยังคงเป็นเครื่องมือหลักในการตรวจสอบโครงสร้างของสสาร โดยจัดให้มีแน่นอนการทดสอบแบบความไวสูงของแบบจำลองอะตอมและโมเลกุล และมีส่วนช่วยในการศึกษาปฏิกิริยาโฟโตเคมีขั้นพื้นฐาน
แสงส่งข้อมูลเชิงพื้นที่และชั่วขณะ คุณสมบัตินี้เป็นพื้นฐานของฟิลดน้อยลง์ออปติคและการสื่อสารด้วยแสงและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องมากมายทั้งที่พัฒนาแล้วและที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ การใช้งานทางเทคโนโลยีที่ขึ้นอยู่กับการควบคุมของแสง ได้แก่ เลเซอร์ โฮโลแกรม และระบบโทรคมนาคมด้วยไฟเบอร์ออปติก
ในสถานการณ์ปกติในชีวิตประจำวัน คุณสมบัติของแสงสามารถได้มาจากทฤษฎีของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิก ซึ่งอธิบายว่าแสงเป็นสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กคู่ขนานที่แพร่กระจายผ่านอวกาศเป็นคลื่นเดินทาง ได้กล่าวว่า ความคิดคลื่นนี้พัฒนาขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ยังไม่เพียงพอที่จะอธิบายคุณสมบัติของแสงที่มีแน่นอนความเข้มต่ำมาก ในระดัด้านบนั้นจำเป็นต้องมีความคิดควอนตัมเพื่ออธิบายลักษณะของแสงและอธิบายปฏิสัมพันธ์ของแสงกับอะตอมและโมเลกุล ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด ความคิดควอนตัมอธิบายแสงว่าประกอบด้วยกลุ่มพลังงานที่ไม่แน่นอนต่อเนื่องที่เรียกว่าโฟตอน ได้กล่าวว่า แบบจำลองคลื่นแบบดั้งเดิมหรือแบบจำลองอนุภาคแบบคลาสสิกไม่ได้อธิบายแสงอย่างถูกต้อง แสงมีลักษณะสองอย่างที่เปิดเผยในกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น ความเป็นสองเท่าของคลื่นและอนุภาคที่น่าประหลาดใจนี้ใช้ประโยชน์จากร่วมกันโดยองค์ประกอบหลักทั้งหมดของธรรมชาติ (เช่น อิเล็กตรอนมีทั้งด้านที่เหมือนอนุภาคและเหมือนคลื่น) โดยที่กลางศตวรรษที่ 20 ความคิดแสงที่ครอบคลุมมากขึ้นหรือที่เรียกว่าควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ (QED) ได้รับการยอมรับจากนักฟิสิกส์ว่าสมบูรณ์ QED รวมแนวคิดของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิก กลศาสตร์ควอนตัม และทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ลักษณะทางกายภาพของแสงและแบบจำลองทางทฤษฎีที่อธิบายถึงธรรมชาติของแสง หัวข้อหลักประกอบด้วยการแนะนำพื้นฐานของทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิกและผลกระทบของการแทรกสอดที่เกี่ยวข้องกับคลื่นเหล่านั้น และแนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมของแสง การนำเสนอโดยละเอียดและทางเทคนิคเพิ่มเติมของหัวข้อเหล่านี้สามารถพบได้ในบทความ ทัศนศาสตร์ รังสีมาม่าเหล็กไฟฟ้า กลศาสตร์ควอนตัม และอิเล็กโทรไดนามิกส์ควอนตัม มุมมองสิ่งนี้สุดๆ ความคิดสัมพัทธภาพสำหรับรายละเอียดว่าการพิจารณาความเร็วของแสงที่วัดในกรอบอ้างอิงต่างๆ มีแน่นอนความสำคัญต่อการพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในปี 1905 ยังไง
ความคิดแสงผ่านประวัติศาสตร์
ความคิดรังสีในโลกโบราณ
ยังว่าจะมีหลักฐานชัดเจนว่าอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาอย่างง่าย เช่น ระนาบ กระจกโค้ง และเลนส์นูนถูกใช้โดยอารยธรรมยุคแรกๆ จำนวนหนึ่ง ยังนักปรัชญาชาวกรีกโบราณมักจะให้เครดิตกับการคาดเดาอย่างเป็นทางการครั้งแรกเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง ความยาก์ทางความคิดในการแยกแยะการรับรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับวิชวลเอฟเฟ็กต์จากธรรมชาติทางกายภาพของแสงขัดขวางการพัฒนาทฤษฎีของแสง การไตร่ตรองถึงกลไกของการมองเห็นครอบงำการศึกษาในช่วงต้นเหล่านี้ ปีทาโกรัส (ค. 500 airfoil่อนคริสต์ศักราช) เสนอว่าการมองเห็นเกิดจากรังสีภาพที่เล็ดลอดออกมาจากดวงตาและวัตถุที่เตะตา ในขณะที่ Empedocles (ค. 450 airfoil่อนคริสต์ศักราช) มุมมองเหมือนว่าได้พัฒนารูปแบบการมองเห็นซึ่งแสงถูกปล่อยออกมาทั้งจากวัตถุและดวงตา เอพิคิวรัส (ค. 300 airfoil่อนคริสต์ศักราช) เชื่อว่าแสงถูกปล่อยออกมาจากแหล่งอื่นที่ไม่แน่นอนแน่นอนดวงตา และการมองเห็นนั้นเกิดขึ้นเมื่อแสงสะท้อนจากวัตถุและเข้าสู่ดวงตา ยูคลิด (ค. 300 airfoil่อนคริสต์ศักราช) ในพระองค์ เลนส์นำเสนอกฎการสะท้อนและอภิปรายการแพร่กระจายของลำแสงในแนวเส้นตรง ทอเลมี (ค. 100 ce) ดำเนินการหนึ่งในการศึกษาเชิงปริมาณครั้งแรกของการหักเหของแสงขณะที่มันผ่านจากตัวกลางโปร่งใสหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง โดยสร้างตารางคู่ของมุมของการตกกระทบและการส่งผ่านสำหรับการรวมกันของตัวกลางหลายชนิด
รับการสมัครสมาชิก Britannica Premium และเข้าถึงเนื้อหาพิเศษ สมัครสมาชิกตอนนี้
เมื่ออาณาจักรกรีก-โรมันเสื่อมถอยลง ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนมาสู่โลกอิสลาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อัล-มามูน กาหลิบอับบาซิดองค์ที่เจ็ดแห่งแบกแดด ก่อตั้งสภาแห่งปัญญา (Bayt al-Hikma) ในปี 830 เพื่อแปล ศึกษา และปรับปรุงผลงานวิทยาศาสตร์และปรัชญาขนมผสมน้ำยา ในบรรดานักวิชาการยุคแรกได้แก่ อัล-คอวาริซมี และนอกจากนี้ยังมี อัล-คินดี อัล-คินดีเป็นที่รับรู้จักในฐานะ “ปราชญ์ของชาวอาหรับ” ได้ขยายแนวคิดของการแพร่กระจายแสงเป็นเส้นตรงและกล่าวถึงกลไกของการมองเห็น เมื่อถึงปี 1,000 แบบจำลองแสงของพีทาโกรัสได้แปรงกละทิ้งไป และแบบจำลองรังสีซึ่งมีองค์ประกอบทางความคิดพื้นฐานของสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิตได้ถือกำเนิดขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Ibn al-Haytham (เรียกเป็นภาษาละตินว่า Alhazen) ใน กิตาบ อัล-มานาซีร์ (ค. 1038; “ออพติค”) การมองเห็{นม}ีที่มาอย่างถูกต้องจากการรับแสงแบบพาสซีฟที่สะท้อนจากวัตถุมากกว่าการเปล่งแสงแบบแอคทีฟจากดวงตา ยิ่งไปกว่านั้นเขายังศึกษาคุณสมบัติทางคณิตศาสตร์ของการสะท้อนของแสงจากกระจกทรงกลมและกระจกพาราโบลา และวาดภาพรายละเอียดของส่วนประกอบทางแสงของดวงตามนุษย์ งานของ Ibn al-Haytham ได้รับการแปลเป็นภาษาละตินในศตวรรษที่ 13 และมีอิทธิพลต่อนักบวชฟรานซิสกันและนักปรัชญาธรรมชาติ โรเจอร์ เบคอน เบคอนศึกษาการแพร่กระจายของแสงผ่านเลนส์ธรรมดาและได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกที่อธิบายการใช้{เลนส์}เพื่อแก้ไขการมองเห็น
