Vidna svetloba, ki potuje vrtoglavih 186.282 milj na sekundo skozi vesolje, je le del širokega spektra svetlobe, ki zajema vsa elektromagnetna sevanja. Vidno svetlobo lahko zaznamo zaradi celic v obliki stožca v očeh, ki so občutljive na valovne dolžine nekaterih oblik svetlobe. Druge oblike svetlobe so človeku nevidne, ker so njihove valovne dolžine bodisi premajhne bodisi prevelike, da bi jih zaznale naše oči.
Skrita narava bele svetlobe
Kar imenujemo bela svetloba, sploh ni ena barva, ampak celoten spekter vidne svetlobe, vse skupaj. Večino človeške zgodovine je bila narava bele svetlobe popolnoma neznana. Šele v šestdesetih letih 20. stoletja je sir Isaac Newton odkril resnico za belo svetlobo s pomočjo prizm - trikotne steklene palice - da razbijejo svetlobo v vse njene različne barve in jih nato ponovno sestavijo ponovno.
Ko gre bela svetloba skozi prizmo, se njene sestavne barve ločijo in razkrijejo rdečo, oranžno, rumeno, zeleno, modro, indigo in vijolično. To je enak učinek, kot ga vidite, ko svetloba prehaja skozi kapljice vode in na nebu ustvarja mavrico. Ko te ločene barve zasijejo skozi drugo prizmo, se zberejo in tvorijo en sam žarek bele svetlobe.
Svetlobni spekter
Bela svetloba in vse mavrične barve predstavljajo majhen del elektromagnetnega spektra, vendar so edine oblike svetlobe, ki jih lahko vidimo zaradi svojih valovnih dolžin. Ljudje lahko zaznamo le valovne dolžine med 380 in 700 nanometri. Violeta ima najkrajšo valovno dolžino, ki jo vidimo, rdeča pa največjo.
Medtem ko drugih oblik elektromagnetnega sevanja običajno ne imenujemo svetloba, je med njimi malo razlike. Infrardeča svetloba je tik pred našim vidom z valovno dolžino, večjo od rdeče svetlobe. Samo z instrumenti, kot so očala za nočni vid, lahko zaznamo infrardečo svetlobo, ki jo ustvarjajo naša koža in drugi predmeti, ki oddajajo toploto. Na drugi strani vidnega spektra so manjši od vijoličnih svetlobnih valov ultravijolična svetloba, rentgenski žarki in gama žarki.
Lahka barva in energija
Svetlobo običajno določa energija, ki jo proizvaja vir, ki jo oddaja. Bolj ko je predmet bolj vroč, več energije oddaja, kar ima za posledico svetlobo s krajšimi valovnimi dolžinami. Hladnejši predmeti ustvarjajo svetlobo z daljšimi valovnimi dolžinami. Če na primer zaženete gorilnik, boste najprej ugotovili, da je njegov plamen rdeč, ko pa ga prižgete, barva postane modra.
Podobno zvezde oddajajo različne barve svetlobe zaradi svojih temperatur. Sončna površina ima temperaturo okoli 5500 stopinj Celzija, zaradi česar oddaja rumenkasto svetlobo. Zvezda s hladnejšo temperaturo 3000 C, kot je Betelgeuse, oddaja rdečo luč. Vroče zvezde, kot je Rigel, s površinsko temperaturo 12.000 C, oddajajo modro svetlobo.
Dvojna narava svetlobe
Poskusi s svetlobo v začetku 20. stoletja so pokazali, da ima svetloba dve naravi. Večina poskusov je pokazala, da se svetloba obnaša kot val. Na primer, ko svetlobo posijete skozi zelo ozko režo, se ta razširi kot val. V drugem poskusu, ki se imenuje fotoelektrični učinek, ko vijolično svetlobo posijete na kovino natrija, kovina izvrže elektrone, kar kaže, da je svetloba sestavljena iz delcev, imenovanih fotoni.
Pravzaprav se svetloba obnaša kot delček in kot val in zdi se, da spreminja svojo naravo glede na eksperiment, ki ga izvajate. V zdaj znanem eksperimentu z dvema režama, ko svetloba naleti na dve reži v eni pregradi, se obnaša kot delec, ko iščete delce, obnaša pa se tudi kot val, če iščete valovi.