人类对于光的认识，来自人对火的依赖。大家都知道，燃料燃烧会把化学能转化为内能。那么光是怎么产生的呢?
        其实，燃料产生的热量，这些的能量会被电子吸收，由低能级轨道跃迁至高能级轨道。高能级轨道的电子极不稳定，容易跃迁回低能级轨道，并以光子的形式放出能量，而这些光子能量足够高，以至于其频率在我们人眼能看见的可见光的频率范围内(当然也有不在该范围内的)，这就是我们看见的火光。
        随着人们对光的认识，我们发现光就是一种电磁波。光属于电磁波的一个波段，分布在0.77微米到0.39微米之间，在0.77微米之外的是红外线，波长比0.39还短的的是紫外线。所以说光是电磁波的一部分，唯一的能被人肉眼识别的电磁波。
       光具有波粒二象性，即既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。既然光是电磁波的一部分，所以不能说电磁波没有粒子性。比如 不可见光中的X射线的粒子效果和电子的相当。总之，光是电磁波的一部分，而电磁波也是有粒子性（在物理学中是和波动性紧密联系的）。
        电磁波的传播不需要介质，同频率的电磁波，在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。
        大家知道，光在同一种均匀介质里是沿直线传播的，这是为什么呢?
       这里有一个伟大数学家，他有一个著名的光线规律，称为费马原理。费马原理（Fermat's principle）最早由法国科学家皮埃尔·德·费马在1662年提出：光传播的路径是光程取极值的路径。这个极值可能是最大值、最小值，甚至是函数的拐点。 最初提出时，又名“最短时间原理”：光线传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的称谓应是“平稳时间原理”：光沿着所需时间为平稳的路径传播。所谓的平稳是数学上的微分概念，可以理解为一阶导数为零，它可以是极大值、极小值甚至是拐点。
        根据费马原理，光是直线传播(均匀介质中)的，但当光遇到另一界质(均匀介质)时方向会发生改变，改变后依然缘直线传播。而在非均匀介质中，光一般是按曲线传播的。以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。
根据光的波动理论，光的传播传播实质是微粒中点到点过程 传播途中每一点都是一个次波点源，发射的是球面波，对光源面（一个有限半径的面积）发出的所有球面波积分，当光源面远大于波长时结果近似为等面积、同方向的柱体，即表现为直线传播，实际上也有发散（理想激光除外）。比如手电发出的光有很明显的发散。光源面越大，光的单色性越好，发散越不明显。当光源半径与波长可比拟时积分时的近似条件不成立，积分结果趋向球面波，即表现为衍射。
        在中学物理中，我们撇开了撇开光的波动本性，以光的直线传播为基础，研究光在介质中的传播及物体成像规律的学科，称为几何光学。在几何光学中，以一条有箭头的几何线代表光的传播方向，叫做光线。几何光学把物体看作无数物点的组合（在近似情况下，也可用物点表示物体），由物点发出的光束，看作是无数几何光线的集合，光线的方向代表光能的传递方向。这些概念显然与光的波动本性相违背，但是如果我们所讨论的研究对象的尺寸远远大于光的波长，而它的细微结构也不必十分严密考虑的情况下，由几何光学得出的结论还是很好的近似。
        既然光在同一种均匀介质沿直线传播，那么光的速度是多大呢?不同频率的光速度一样吗?
        17世纪以前，天文学家和物理学家都认为光速是无限大的，宇宙恒星发出的光都是瞬时到达地球。伽利略首先对此提出怀疑，他于1607年在两山顶间做实验测光速，由于光速太大而实验装置又太简陋，未获成功。1676年丹麦天文学家罗默，利用天文观测，首次成功测量了光速。1849年法国科学家斐索在实验室里，用巧妙的装置首次成功地在地面上测出了光速。1973年美国标准局的埃文森采用激光方法利用频率和波和测定光速为（299792 485+1.2）米/秒。经1975年第15届国际计量大会确认，上述光速作为国际推荐值使用。1983年第17届国际计量大会上通过米的新定义为“真空”中光在1/299 792 458秒时间间隔内行程的长度。
        根据爱因斯坦相对论，人们把光速几乎看成速度上限。20世纪初起，我们的理论一直受制于爱因斯坦验证的光速极限，即每秒186282英里（约合每秒30万公里）。即使我们把宇宙飞船加速到这一速度，到达距离我们最近的恒星系统半人马座阿尔法星（距离我们大约4.3光年）并返回，也需要近十年时间。此外，宇宙飞船本身还要考虑能量限制。因此，必须要实现突破光速极限才有可能实现这些目的。科学家们实施了许多相关的实验，比如由美国普林斯顿大学科学家王利军（Lijun Wang）于2000年进行的实验和德国科学家于2007年进行的实验都取得了一定的进展。最初，科学家们坚信没有任何物质或信息能够突破光速，但光脉冲却能够做到。在真空状态下，在不同位置测到的光脉冲似乎以一种难以置信的速度在传播。
        光速这么快，那么不同频率光在同一中均匀介质传播速度相同么?其实，回答这个问题，根据一个实验就知道了，大家都学过光的色散实验。当白光经过三棱镜时会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光 这个牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到的。
        光的色散现象本质还是光的折射一种特殊形式。根据光的折射定律，光在两种不同介质里偏转角度的正弦等于光在两种介质的速度比。白光里的各自色光入射角相同，但是折射角不一样，很肯定是由于不同频率色光，他们在同一种介质传播速度不同造成的。
        光的色散主题是光波。光波都有一定的频率，光的颜色是由光波的频率决定的，在可见光区域，红光频率最小，紫光的频率最大，各种频率的光在真空中传播的速度都相同，约等于3.0×108m/s。但是不同频率的单色光，在介质中传播时由于与介质相互作用，传播速度都比在真空中的速度小，并且速度的大小互不相同。红光速度快，紫光的传播速度慢，因此介质对红光的折射率小，对紫光的折率大。当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上，红光发生的偏折最少，它在光谱中处在靠近顶角的一端。紫光的频率大，在介质中的折射率大，在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端。
        其实，不同频率的光在同种介质中传播速度不相同，由v=c/n 不同频率的光在同种介质中的折射率不同，频率越高、折射率越大，光的传播速跟度越小。
2018年10月24日于宜昌市夷陵区吾同斋