可见光 能引起人视觉的电磁波。广义范围内的光指全部电磁波（如 图）。迄今为止，所知的最长波长为 １０７米左右，最短波长为 １０－１５米左 右。其中能引起人视觉的可见光波长约在 ７．７×１０－７～３．９×１０－７米，它 包括从红光到紫光的各种单色光，其波长范围大致如下表（×１０－７米）：
７．７ ６．３ ６．０ ５．７ ５．０ ４．５ ４．３ ３．９ 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
在全部电磁波中，除可见光外，还有无线电波、微波、红外线、紫外线、
Ｘ 射线、γ射线，它们只能借助光学仪器或摄影才能观察到，不能直接引 起人的视觉，叫不可见光。
光具有粒子性，组成光的微粒叫光子。光子是一种能量元，其能量 等于光波的频率ν与普郎克常数 ｈ 的乘积 ｈν。光与近代物理学的发展和 成就密切相关，尤其是 ２０ 世纪 ６０ 年代激光的产生和应用为光学的研究 和发展开辟了新的领域。
不可见光见 “可见光”。
天然光源 自然发光（电磁波）的物体。主要指太阳和一切发光的 星体。在茫茫宇宙中，有无数星体在常年累月地自然发光，其中对地球 影响最大的是太阳。太阳发出的光是地球上光和热的主要源泉。科学家 们测定，每分钟内垂直于太阳光的平面上，每平方厘米受到的太阳光能
（辐射能）是 １．９７ 卡，我国陆地表面每年接受到的太阳光能约为 １．２×
１０１９千卡。
以太阳光为主的天然光源有许许多多的优越性。但它比较分散，又 限于白天，并易受气候条件的影响，数量也不够稳定。人类在发展进程 中，为弥补这些不足，从发明用火开始，逐渐发现和开发了许多其它光 源，同时对太阳光源的利用也更为充分和广泛。
人造光源 人工制造的光源。人类最早依赖的是天然光源，由于生 存和发展的需要，发明了用火，从而使人类文明向前迈进了一大步。１９ 世纪以前人们使用的人造光源主要是燃烧的物体如火把、油灯、蜡烛、
煤气灯等。进入 １９ 世纪发明了电灯；２０ 世纪初，制成了气体放电灯；２０ 世纪 ５０ 年代以后，场致发光灯、放射性同位素灯相继出现；１９６０ 年又出 现激光器。除古老的燃烧物外，常见的人造光源主要分为：①热辐射光 源。利用热能激发的光源。任何物体都有热辐射现象，给物体加热，使 之温度达到 １５００℃左右，就可辐射白炽光。温度越高，辐射的总能量越 大，且短波长光的能量占的比便越大。热辐射光源发射连续光谱。常见 的有弧光灯、白炽灯、碘钨灯等。主要用于室内、室外照明。②气体放 电光源。利用气体放电发光的光源。气体放电时，被加速的电子及离子 同气体原子、离子、分于碰撞，使后者受到激励而发光，以及电子同正 离子复合而发光。其发光光谱有线状光谱，带状光谱，也有连续光谱。
发光的性质与气体种类、气压高低、电流密度的大小及光源的具体构造 等因素有关。控制这些因素可制成多种气体放电灯，主要有低压汞灯、
高压汞灯、氙灯、钠灯等。可用于室内、外照明，各种摄影的光源及显 微镜等光源。③激光光源。能够发射激光的装置。具有高定向性、高单
色性、高相干性、高亮度等特点。常用的有固体激光器、气体激光器、
液体激光器等。在工业、农业、生物学、医学及通讯等方面有极广泛的 应用。此外还有电致发光屏、光电二极管等也属人造光源。
光能量 光源在单位时间内，向周围空间辐射并引起视觉的能量。
用符号Φ表示。在国际单位制中，光能量的单位是流明，简称流，记作 ｌｍ，规定一个面积为 ５．３０５×１０－３毫米２的绝对黑体在铂的凝固温度 ２０４０Ｋ 时所辐射的光能量为 １ 流明。发光体每瓦功率完全化为波长等于 ５５５ 毫 微米的光波时，其光能量为 ６８３ 流明。
当 １ 流明的光通量照射到 １ 米２的被照面时，被照面上接受的光能量 为 １ 勒克斯。勒克斯叫照度的单位。
发光强度 点光源在单位立体角内发出的光通量。用符号 Ｉ 表示。
它是点光源在一定方向范围内发出可见光强弱的物理量。如图，点光源 Ｓ 发出的光在 ｒ 方向上的Ω立体角范围内的光通量为Φ，则发光强度 Ｉ＝
Φ
Ω。发光强度的单位为坎德拉，记作 ， 坎德拉cd 1 = 1流明/ 1球面度。
如果光源沿各个方向上的发光强度都相等，则称光源的发光是各向 同性的，它在总光通量为 ４πＩ。但大多数光源的发光强度因方向而异。
上图表示一盏白炽灯加罩与否的发光强度曲线。功率为 ３０００ 瓦的超高压 短弧氙灯，发光强度最大可达 １５０００ 坎德拉。
光的介质光在其中传播的物质。又称媒质。一般指空气、水、玻璃 等实体物质，有时我们把真空也称为介质。光在同一种均匀介质中是沿 直线传播的，当光从一种介质到另一种介质的平滑面时，发生偏折而进 入第二种介质（见“光的折射定律”），两种介质相比，偏折程度小的
（即与法线的夹角小）称为光密介质，偏折程度大的称为光疏介质。光 疏和光密只有相对意义。如水和玻璃相比，水是光疏介质，玻璃是光密 介质；水和空气相比，空气是光疏介质，而水却成了光密介质。
介质还通常分为透明介质和不透明介质。通过透明介质，人眼可以 看到发光物体。有些介质可以挡住人的视觉，显示为不透明介质，其实 是挡住了可见光。对广义范围的光（电磁波），如红外光、紫外光、Ｘ 射线等，则又成为透明介质。工业、科技及一些特殊的探视，常常利用 这个特点进行特殊的检测。
光在任何介质中的传播速度小于光在真空中的传播速度。光在光密 介质中的传播速度小于在光疏介质中的传播速度。
光速 真空中电磁波的传播速度。从广义上讲，光是各种波长的电 磁波，人们最初通过测量可见光的传播速度得到它的数值，因此称为光 速，用符号 ｃ 表示。目前国际上公认的真空中的光速 ｃ 的数值为
ｃ＝２９９７９２４５８ 米／秒。
早在 １７ 世纪前，天文学家和物理学家们就对光的传播进行过大量的 研究，但均未取得较大成果。到了 １８４９ 年，法国物理学家 Ａ．Ｈ．ｌ．斐索用 齿轮法首次在地面实验室中成功地进行了光速测量。他的实验装置如图 所示。图中光源 Ｓ 发光的光束在镜面 Ｇ 上反射，经透镜 Ｌ１聚焦到 Ｏ 点，
从 Ｏ 点发出的光束再经透镜 Ｌ２变成平行光束。经过 ８．６７ 千米后通过透镜 Ｌ３会聚到镜面 Ｍ 上。再由 Ｍ 经原光路返回达 Ｇ 进入观察者眼中。置于 Ｏ
点的齿轮旋转时把光束切割成许多短脉冲，他用的齿轮有 ７２０ 个齿，转 速为 ２５ 转／秒达到最大光强，这相当于每个光脉冲往返所需时间为 １／１８０００ 秒，往返距离为 １７．３４ 千米，由此可得 ｃ＝３１２０００ 千米／秒。
１９２６ 年，美国物理学家 Ａ．Ａ．迈克尔孙用旋转镜法改进斐索的实验，
测得光速的平均值为 ２９９７９８±４ 千米／秒。
１９５２ 年，英国实验物理学家 Ｋ．Ｄ．弗罗姆用微波干涉法测得的数值为 ２９９７９２．５０±０．１０ 千米／秒。这个数值一直沿用到 １９７３ 年。
１９７２ 年，美国标准局的 Ｋ．Ｍ．埃文森等人采用直接测量激光频率和真 空波长值的方法，用两者的乘积得出真空中光速的数值为 ２９９７９２４５８±
１．２ 米／秒。这个数值被推荐使用到 １９８３ 年。
１９８３ 年，第 １７ 届国际计量大会通过米的新定义为：“米是光在真空 中在 １／２９９７９２４５８ 秒的时间间隔内行程的长度。”从而确定真空中的光 速值为定义值，它的不确定值为 ０，不需要再进行任何测量。
本影 点光源发出的光在传播过程中遇到不透明物体时，在物体后 方形成的暗区。公元前 ３００ 多年，我国《墨经》中就有关于影的说明（如 图）。如果光源不是点光源，不透明物体后面的暗区情况有所不同。如 图，光源（蜡烛）可以看成是若干个点光源的组合。取其中的两点 Ａ、Ｂ，
它们分别在物体后形成暗区，两个暗区的重叠部分是光线完全射不到的 地方，是本影区。两个暗区各自单独存在的部分只有部分光线照到，是 半影区。影的形成是光直线传播最直观的证明。
点光源生成的影区周围可以出现亮边，这是由于光的波动性，光遇 到障碍物后，发生衍射的结果。
发光体越大，本影区越小。如白炽灯下的人影很清楚，荧光灯下的 人影十分模糊，就是两者比较而言，白炽灯可看成是点光源，发光面小；
荧光灯的发光面就比白炽灯大得多。医院里外科手术用的无影灯，就是 在一个很大的圆形灯罩里交错排列或呈环形排列几个到 １０ 多个灯球，每 个灯球里有一个镜面灯泡，灯炮下半部的内壁上涂有一层铝，把光线均 匀柔和地反射到整个灯球上。这样，各个灯球都能把光线照射到手术台 上，既保证有足够的亮度，同时又不留任何影子。
影在生产、生活中还有很多用途。
半影 见“本影”。
日食 月球处于地球和太阳之间在地球上形成影的现象。
月球的影可以分为本影、半影和伪半影三部分。月球绕地球的轨道 和地球绕太阳的轨道都不是正圆，所以日、月同地球之间的距离时近时 远。因此，在日食时，观察者在本影范围看到太阳全部被月球遮住，称 为日全食；观察者在半影内则见到太阳部分被月球遮住，称为日偏食；
观察者在伪本影内见到太阳的中间部分被月球遮住，周边剩下一个光 环，称为日环食（如图）。
当月球绕地球运行到太阳与地球之间几乎与太阳同起同落时，从地 球上见不到月球，这时称为朔，日食现象发生在朔的时候。朔的周期约 为 ２９．５ 天。但不是每隔 ２９．５ 天都发生一次日食，原因是月球绕地球运 行的轨道平面和地球绕太阳运行的轨道平面不完全重合，两者之间有 ５°９’的平均夹角。所以只有当朔时太阳离两个轨道平面的交点在某一 角度以内时才会发生日食。
月食 月球进入地球阴影，月面变暗的现象。地球在背着太阳的方 向有一条阴影，叫地影（如图）。地影分为本影和半影两部分。本影没 有受到太阳直接射来的光，半影受到一部分太阳射来的光。月球在绕地 球运行过程中进入地影后就发生月食。月球整个都进入本影发生月全 食；部分进入本影发生月偏食。月全食和月偏食叫本影月食。有时月球 只进入半影而不进入本影，发生半影月食（如图）。
当地球处在太阳与月球之间时，月球朝向地球的一面照满太阳光，
从地球上看月球，月球呈光亮的圆形，这叫望。望的周期与朔相同，月 食只能发生在望的时候。但由于地球与月球运行轨道不在同一平面，而 有一个 ５°９′的夹角，不是所有望的时候都发生月食。只有当月球运行 到两个轨道平面的交点附近时，月食才可能发生。
光的反射定律 在光的反射现象中，确定反射光线走向的定律。是 几何光学的基本定律之一。光入射到两种介质的平滑界面时，常有部分 光返回到原介质中，这种现象称为光的反射现象。反射定律的内容是：
①反射光线位于入射光线和法线决定的平面内；②反射光线和入射光线 分别位于法线的两侧；③反射角 ｒ 等于入射角 ｉ。由上述反射定律内容可 知，在反射现象中，光路是可逆的（见“光路的可逆性”）。公元前 １１ 世纪，我国已使用铜镜，这是最早关于光的反射现象的研究和应用的记 载。公元前 ４ 世纪，墨翟所著《墨经》中就有关于平面镜的记载。公元 前 ３ 世纪，古希腊数学家欧几里德在他的著作《光学》一书中就明确阐 述了反射定律。１６９０ 年惠更斯在《光论》一书中从波动说推导出反射定 律，为声学及无线电波的研究奠定了理论基础。
平面镜 镜面为平面的反射镜。依照光的反射定律，平面镜只改变 光束的方向，不改变光束的单心性，平行光束、会聚光束、发散光束经 平面反射后的情况如下图所，示。从图中看，平行光束反射后的光束仍 为平行光束〔图（１）〕，会聚光束反射后的光束仍为会聚光束〔图（２）〕，
发散光束反射后的光束仍为发散光束〔图（３）〕。
图（３）中的 Ｓ 可以是物或点光源，从 Ｓ 点发出的光线是发散的，经平 面镜反射后，反射光线是发散的。但它们的反向延长线交于一点 Ｓ′，Ｓ
′是 Ｓ 的像，由于它是反射光线的反向延长线相交而成，称为虚像。虚 像不能在屏幕上显示。只能用眼睛直接观察。除平面镜外，放大镜、望 远镜、显微镜等的使用都是为了得到物体的虚像。
平面镜所成的虚像，可根据光的反射定律用作图法求得。如图（４），
物休 ＡＢＣ 置于平面镜 ＭＮ 前。从 Ａ 点任意引出两条光线分别交平面镜于 Ｏ、
Ｏ′，在 Ｏ、Ｏ′点作光线 ＡＯ、ＡＯ′的反射光线 ＯＰ，Ｏ′Ｐ′，ＯＰ、ＯＰ′的 反向延长线交于 Ａ′点。Ａ′点就是 Ａ 点的虚像点。用同样的方法可得到 Ｂ、Ｃ 的虚像点 Ｂ′、Ｃ′，Ａ′Ｂ′Ｃ′就是经平面镜 ＭＮ 所成的虚像。从成 像过程可知，平面镜成像，像物等大，与镜面对称，正立、反像。
如果保持入射到平面镜的光线不变，将平面镜转过θ角，则反射光 线将偏 ２θ角［如图（５）］。利用这个特点，可将微小变化放大，称为 光杠杆放大作用，在物理实验中不少地方用到这一作用。
用两个以上的平面镜组成的平面反射镜组叫角镜。角镜可以有效地 控制光路，常用的角镜有 ４５°、９０°两种。与两镜垂直的平面叫主截面。
所有在主截面内的入射光线经角镜反射后，与入射光线的方向是镜夹角