الضوء المرئي هو السبب في قدرتنا على رؤية أي شيء، يتحرك الضوء كموجة، وبدونه سيكون لدينا ظلام تام، في مجال الفيزياء، يمكن أن يشير الضوء إلى أي نوع من الموجات الكهرومغناطيسية: الموجات اللاسلكية، الموجات الصغرية، الأشعة تحت الحمراء، الضوء المرئي، الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية، أشعة جاما .
انعكاس الضوء
عند تسليط الضوء على كائن ما، يمكن أن يحدث عدد من الأشياء، الانعكاس هو عندما يرتد الضوء عن السطح، والانعكاس المرآوي هو عندما ينعكس الضوء عن سطح لامع مثل المرآة، ومع ذلك، يكون الانعكاس المنتشر عندما ينير الضوء على كائن ثابت ، شيء آخر يمكن القيام به هو التنقل عبر المواد، واعتمادا على كيفية القيام بذلك بالضبط، قد نسميها النقل أو الانكسار أو الامتصاص، لكن انتقال الضوء هو عندما تتحرك موجات الضوء طوال المادة دون امتصاصها .
نفاذية الضوء
عندما يمر الضوء عبر مادة شفافة أو شبه شفافة، يمكن للضوء أن يتنقل أو يمتص أو ينعكس. نسبة الضوء التي تمر عبر المادة تعرف بالنفاذية. على سبيل المثال، إذا قمت بإنارة جسم زجاجي شبه شفاف بمصباح يدوي، فإنك تبدأ بكل الضوء الأصلي (100٪). في البداية، ينعكس 30٪ من الضوء على السطح الخارجي للزجاج، مما يترك لك نسبة 70٪ للمرور خلال الزجاج. ثم يتم امتصاص 50٪ إضافية من الضوء بواسطة جزيئات الزجاج نفسه، وبالتالي تتبقى لك نسبة 20٪ للمرور إلى الجانب الآخر. لذلك، يمكنك القول بأن للزجاج نفاذية قدرها 20٪ .
تعتمد نفاذية المادة على سمكها، لكنها تعتمد أيضا على نوع الضوء (أو الموجات الكهرومغناطيسية) التي تستخدمها، قد تحتوي المادة على نفاذية مختلفة للضوء المرئي أكثر من الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة السينية، لهذا السبب تمر أشعة إكس بالمستشفى عبر جلدك حتى تصل إلى العظام، على الرغم من أن الضوء المرئي لا يمكنه ذلك .
موجة ثنائيات الجسيمات
الضوء هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي المرئي للعين البشرية، وهو مصنوع من حزم صغيرة تسمى الفوتونات، تتصرف الفوتونات مثل الجزيئات في بعض النواحي وتشبه الأمواج بطرق أخرى، واحدة من خصائص الموجة التي تشبه الضوء هو التردد، فالتردد هو مدى سرعة اهتزاز فوتون من الضوء، التردد يحدد اللون، والضوء ذو التردد العالي هو اللون البنفسجي، في حين أن الضوء ذو التردد المنخفض أحمر .
التردد متناسب عكسيًا مع الطول الموجي، حيث كلما زاد التردد قلت الأمواج، وتعمل الموجات الراديوية وموجات جاما وغيرها من الموجات الكهرومغناطيسية بنفس الطريقة التي يعمل بها الضوء، ولكن لها ترددات عالية أو منخفضة جدًا لا يمكن للعين رؤيتها .
انتقال الضوء عبر الأشياء
على الرغم من أن الضوء يستطيع الانتقال عبر الفراغ، إلا أنه لا يمكنه الانتقال عبر كل الأشياء. عندما يصطدم الضوء بجسم، يمكن أن يتحرك أو ينعكس أو يتم امتصاصه. ويتكون الجسم من جزيئات، ولكل جزيء إلكترونات قادرة على القفز إلى مستويات طاقة أعلى عن طريق امتصاص الطاقة. وتحتوي الحزمة الضوئية على كمية معينة من الطاقة وفقا لترددها – كلما زاد التردد، زادت الطاقة .
وإذا كانت هذه الطاقة تقابل أحد مستويات طاقة الإلكترون، فإن الإلكترون سوف يمتصها ويعيد إرسالها، والمواد الشفافة مع ذلك لا تمتص طاقة الفوتون، نظرا لعدم امتصاص الفوتون، فإنه يكون قادر على المرور مباشرة، وبعض المواد تكون شفافة جزئيا أي شبه شفافة، وتمتص بعض الفوتونات وتنقل البعض الآخر، وهذا سيجعل المادة تبدو ملونة، لأنها لا تتجاوز سوى ألوان معينة من الضوء .