ışık hızında giden bir arabanın farını

Işık, doğrusal dalgalar halinde yayılan elektromanyetik dalgalara verilen addır. 380 - 750 nm. dalga boyları arası dalgaboyu gözle görülebilir ancak bilimsel terminolojide gözle görünmeyen dalga boylarına da ışık denilebilir. Işığın özellikleri, radyo dalgalarından gamma ışınlarına kadar gidebilen, elektromanyetik dalganın boyuna göre değişir.
Keşfedilen ilk görünmez ışınım, 1800 yılında William Herschel tarafından rastlantıyla bulunan kızılötesi ışınımdır. Herschel, güneş ışığını bir prizmadan geçirerek tayf renkleri olarak adlandırılan kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert ve mor renkleri incelerken çok ilginç bir şeyle karşılaşır. Her rengin sıcaklığını ayrı ayrı termometreyle ölçerken, kırmızı rengin ötesinde termometrenin yükseldiğini görür. Bu şekilde yayılan ısının da kırmızı ışık gibi bir ışık türü olduğunu, ama insan gözüyle görülmediğini istemeden de olsa göstermiş olur. William bu keşfine kızılötesi ışınım adını verir. Bu keşiften sonra tayfın diğer ucunda yer alan ve morötesi ışık olarak adlandırılan, görünmez ışık da fotoğraf kartı üzerindeki etkisi sayesinde keşfedilir.
Ana dalga boyu bantları, dalga boyu uzunluklarına göre büyükten küçüğe doğru şöyle sıralanır: Radyo-Mikrodalgalar- milimitre altı- uzak kızılötesi- yakın kızılötesi- görünür dalgalar- morötesi- yumuşak x ışınları- sert x ışınları- gamma ışınları.
Işığın, ve tüm diğer elektromanyetik dalgaların temel olarak üç özelliği vardır:
Frekans: Dalgaboyu ile ters orantılıdır, insan gözü bu özelliği renk olarak algılar.
Şiddet: Genlik olarak da geçer, insan gözü tarafından parlaklık olarak algılanır.
Polarite: Titreşim açısıdır, normal şartlarda insan gözü tarafından algılanmaz.
Karanlık bir yerde göremeyiz; tıpkı Albert Einsteinin dediği gibi "Karanlık diye bir şey yoktur, karanlık ışığın yokluğudur". Işık kaynakları olmadan ışık da olamaz ve ışık kaynakları bize kendiliklerinden gözükürler. Onun için fizik dilinde ışık kaynağı denir. Onlardan kaynaklanan ışığın aracılığıyla gördüğümüz cisimlere de karanlık cisimler adını veririz. Karanlık cisimler, ışık kaynağından çıkan ışınların yansıması sonucu bize gözükür. Işık kaynağı ile karanlık cisimlerin arasına koyduğumuz cam, su gibi cisimler, bu karanlık cisimleri görmemizi engellemez.
Işık bizim görebilmemizin ana nedenidir. Eğer ışık olmasaydı hiçbir şey göremezdik. Çünkü görme işleminde ışık kaynağından çıkan ışınlar etrafımızdaki cisimlere çarparak gözümüze ulaşırlar da o narin göz bebeğimiz onları birer birer içeri buyur edip retinada ağırlar. Daha sonra retinaya körü körüne bağlı sinirler aracılığı ile burada oluşan görüntü, işlenmesi ve yorumlanması için beyne yollanır. Fakat 1600'lü yıllarda ışık ışınlarının gözümüzden çıkıp diğer cisimlere çarpıp geri geldiğine ve böylece görebildiğimize inanılırdı.
Işık; foton denilen kütlesiz (ağırlıksız değil, kütlesiz) ve yüksüz atom-altı parçacıklardan oluşur. Tüm parçacıklar gibi fotonlar da dalga özelliği gösterirler. Yani bir dalga boyları ve bir frekansları vardır. Işık ışınları da fotonların ilerlerken aldıkları yoldan başka bir şey değildirler. Fotonlar kaynaklarından çıktıktan sonra -eğer önlerinde hiçbir engel yoksa- düz doğrultuda ve hiç sapmadan yayılırlar. Herhangi bir cisme çarpınca da cismin şeffaf olup olmamasına göre yansır veya kırılırlar.
Günümüzde ışığın hareketi, dual (ikili, çift) model denilen dalga ve parçacık teorilerinin birleşmesinden oluşmuş bir teori ile açıklanmakta. Açıklama kısaca şöyle: Işık dalga özelliği gösteren fotonlardan oluşmuştur. Ve yayılırken iki özelliği de gösterebilir. Ama kesinlikle ikisini bir arada değil! Bazen dalga bazen de parçacık olarak yayılır ışık. Ama hangi hallerde parçacık hangi hallerde dalga olarak yayıldığı konusunda hiçbir bilgimiz yok. Ama şunu biliyoruz ki biz onu dalga olarak görmek istiyorsak dalga, parçacık olarak görmek istiyorsak parçacık olarak davranır.