Електромагнітна теорія світла була створена в середині XIX століття Максвеллом (1831–1879). Відповідно до цієї теорії світлові хвилі мають електромагнітну природу, а світлове випромінювання можна розглядати як окремий випадок електромагнітних явищ.

Дослідження Герца й надалі П. М. Лебедєва також підтвердили, що всі основні властивості електромагнітних хвиль збігаються із властивостями хвиль.

Таке уявлення про світло панувало в науці аж до XVII ст., незважаючи на те, що були проведені численні досліди з розкладання сонячного світла за допомогою скляних призм.

Досліджуючи природу кольорів, Ньютон придумав і виконав цілий комплекс різних оптичних експериментів. Зробивши невеликий отвір у ставні вікна затемненої кімнати, Ньютон поставив на шляху пучка променів, що проходили через цей отвір, скляну призму. На протилежній стіні він одержав зображення у вигляді смужки кольорів, що чергуються. Отриманий у такий спосіб спектр сонячного світла Ньютон розділив на сім кольорів веселки — червоний, жовтогарячий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. У наступних дослідах з дисперсії Ньютонові вдалося з’єднати кольорові промені в біле світло. У результаті своїх досліджень Ньютон, на відміну від Аристотеля, дійшов висновку, що в разі змішування «білизни й чорноти ніяких кольорів не виникає...». Всі кольори спектра містяться безпосередньо в сонячному світлі, а скляна призма лише розділяє їх, тому що скло по-різному заломлює різні кольори. Найбільш сильно заломлюються фіолетові промені, найслабше — червоні.

Світло — електромагнітні хвилі видимого спектру. До видимого діапазону належать електромагнітні хвилі в інтервалі частот, що сприймаються людським оком (7.5×10¹⁴ — 4×10¹⁴ Гц), тобто з довжиною хвилі від 390 до 750 нанометрів.

Як і будь-які інші електромагнітні хвилі світло характеризується частотою, довжиною хвилі, поляризацією й інтенсивністю. У вакуумі світло розповсюджується зі сталою швидкістю, яка не залежить від системи відліку — швидкістю світла. Швидкість поширення світла в речовині залежить від властивостей речовини і загалом менша від швидкості світла у вакуумі. Довжина хвилі зв'язана з частотою законом дисперсії, який також визначає швидкість поширення світла в середовищі.

Взаємодіючи з речовиною, світло розсіюється і поглинається. При переході з одного середовища в інше змінюється швидкість розповсюдження світла, що призводить до заломлення. Поряд із заломленням на межі двох середовищ світло частково відбивається. Заломлення та відбиття світла використовується в різноманітних оптичних приладах: призмах, лінзах, дзеркалах, що дозволяють формувати зображення.

Випромінювання і поглинання світла відбувається квантами: фотонами, енергія яких залежить від частоти.

Таблиця відповідності частот електромагнітного випромінювання та кольорів

Колір	Діапазон довжин хвиль, нм	Діапазон частот, ТГц	Діапазон енергії фотонів, еВ
Фіолетовий	380—440	790—680	2,82—3,26
Синій	440—485	680—620	2,56—2,82
Блакитний	485—500	620—600	2,48—2,56
Зелений	500—565	600—530	2,19—2,48
Жовтий	565—590	530—510	2,10—2,19
Помаранчевий	590—625	510—480	1,98—2,10
Червоний	625—740	480—405	1,68—1,98

Ефект Доплера — явище зміни частоти хвилі, яку реєструє приймач, викликане переміщенням джерела або приймача.

Ефект названий на честь австрійського фізика Крістіана Доплера.

Виходячи з власних спостережень за хвилями на воді, Доплер припустив, що подібні явища відбуваються в повітрі з іншими хвилями. На підставі хвильової теорії він в 1842 році вивів, що наближення джерела світла до спостерігача збільшує спостережувану частоту, віддалення зменшує її. Доплер теоретично обґрунтував залежність частоти звукових і світлових коливань, що сприймаються спостерігачем, від швидкості і напряму руху джерела хвиль і спостерігача відносно один одного.

Доплер використав цей принцип в астрономії і провів паралель між акустичним і оптичним явищами. Він вважав, що всі зірки випромінюють біле світло, однак колір змінюється через їх рух до або від Землі (цей ефект, для розглянутих Доплером подвійних зірок, дуже малий). Хоча зміни в кольорі неможливо було спостерігати з обладнанням того часу, теорія про звук була перевірена вже в 1845 році. Тільки відкриття спектрального аналізу дало можливість експериментальної перевірки ефекту в оптиці.

Зробити опорний конспект