Näkyvä valo, joka kulkee huimaavalla 186 282 mailia sekunnissa avaruuden läpi, on vain yksi osa valon laajaa spektriä, joka kattaa kaiken sähkömagneettisen säteilyn. Voimme havaita näkyvän valon silmämme kartionmuotoisten solujen vuoksi, jotka ovat herkkiä joidenkin valomuotojen aallonpituuksille. Muut valomuodot ovat ihmisille näkymättömiä, koska niiden aallonpituudet ovat joko liian pieniä tai liian suuria havaittaviksi silmiemme.
Valkoisen valon piilotettu luonne
Se, mitä kutsumme valkoiseksi valoksi, ei ole ollenkaan yksi väri, vaan koko näkyvän valon spektri yhdessä. Suurimman osan ihmiskunnan historiasta valkoisen valon luonne oli täysin tuntematon. Vasta 1660-luvulla Sir Isaac Newton löysi totuuden valkoisen valon takana käyttämällä prismoja - kolmiomaiset lasitangot - hajottaa valo kaikkiin sen eri väreihin ja koota ne sitten uudelleen uudelleen.
Kun valkoinen valo kulkee prisman läpi, sen komponenttivärit erotetaan paljastaen punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti. Tämä on sama vaikutus, jonka näet, kun valo kulkee vesipisaroiden läpi, mikä luo sateenkaaren taivaalle. Kun nämä erotetut värit loistavat toisen prisman läpi, ne tuodaan takaisin yhteen valkoisen valonsäteen muodostamiseksi.
Valospektri
Valkoinen valo ja kaikki sateenkaaren värit edustavat pientä osaa sähkömagneettisesta spektristä, mutta ne ovat ainoat valomuodot, joita voimme nähdä aallonpituuksiensa vuoksi. Ihmiset pystyvät havaitsemaan vain aallonpituudet välillä 380–700 nanometriä. Violettilla on lyhin aallonpituus, jonka voimme nähdä, kun taas punaisella on suurin.
Vaikka emme yleensä kutsu muita sähkömagneettisen säteilyn muotoja valoksi, niiden välillä on vähän eroa. Infrapunavalo on aivan näkemyksemme ulkopuolella ja sen aallonpituus on suurempi kuin punainen valo. Vain yönäkölasien kaltaisilla instrumenteilla voimme havaita ihomme ja muiden lämpöä lähettävien esineiden tuottaman infrapunavalon. Näkyvän spektrin toisella puolella violetteja valoaaltoja pienempiä ovat ultraviolettivalo, röntgensäteet ja gammasäteet.
Valon väri ja energia
Valon väri määräytyy yleensä sen lähteen tuottaman energian perusteella. Mitä kuumempi esine on, sitä enemmän energiaa se säteilee, mikä johtaa lyhyempien aallonpituuksien valoon. Viileämmät esineet luovat valoa, jolla on pidempi aallonpituus. Esimerkiksi, kun sytytät polttimen, huomaat, että sen liekki on aluksi punainen, mutta kun käännät sitä, väri muuttuu siniseksi.
Vastaavasti tähdet lähettävät eri väriä valoja lämpötilojensa vuoksi. Auringon pinnan lämpötila on noin 5500 celsiusastetta, mikä aiheuttaa sen kellertävän valon. Tähti, jonka jäähdytyslämpötila on 3000 C, kuten Betelgeuse, säteilee punaista valoa. Kuumemmat tähdet, kuten Rigel, joiden pintalämpötila on 12 000 C, lähettävät sinistä valoa.
Valon kaksoisluonne
Valokokeet 1900-luvun alussa paljastivat, että valolla oli kaksi luonnetta. Useimmat kokeet osoittivat, että valo käyttäytyi aaltona. Esimerkiksi kun loistat valoa hyvin kapean raon läpi, se laajenee aallon tapaan. Toisessa kokeessa, jota kutsutaan valosähköiseksi vaikutukseksi, kun loistat violettia valoa natriummetallille, metalli työntää elektroneja, mikä viittaa siihen, että valo koostuu fotoneiksi kutsuttuista hiukkasista.
Itse asiassa valo käyttäytyy sekä hiukkasena että aallona ja näyttää muuttavan luonnettaan sen perusteella, minkä kokeen teet. Nyt tunnetussa kahden uran kokeessa, kun valo kohtaa kaksi rakoa yhdessä esteessä, se käyttäytyy hiukkasena, kun etsit hiukkasia, mutta käyttäytyy myös aaltona, jos etsit aaltoja.