光的本質

牛頓的粒子說：
牛頓認為，光是一種高速直線運動的微細顆粒。光顆粒碰到介質表面時，受到排斥力作用就產生反射；受到吸引力作用，介質為透明就產生折射，介質為不透明則被吸收。這種說法能夠解釋光的反射、折射、照度及吸收等現象，但是無法解釋光在表面有部份反射、部份折射及干涉、繞射等現象，這些現象必須用波動說才能加以說明。

海更士的波動說
與牛頓同時代的海更士，於1680年提出光是一種波動的理論，創立了光的波動說。雖然早在1500年，達文西( 452-1519 ) 便發現了光的繞射現象，也經由格里馬迪( 1618-1663)實驗證明，可惜知道的人很少，沒有被重視。波動說雖然在解釋光的各種性質時比粒子說來的合理些，粒子說不能解釋的現象，如部份反射、部份折射及干涉、繞射的現象，波動說均能圓滿交代。但是由於牛頓的權威，當時波動現象又缺乏實驗證據及精密的數學理論，所以一直到一個世紀以後才取代了光的粒子說。

楊格發現了光的干涉現象
發生這個變化的主要關鍵是：1801年楊格發現了光的干涉現象，又在同時期夫瑞奈及德國的夫朗和斐( 1787-1826 )研究繞射現象也有重大發現。1814年夫瑞奈更提出繞射的數學理論。1850年，富可(J.B﹒L﹒Foucault,1819-1868)測量光在水中之速度，發現水中的光速比在真空中還小，和牛頓的說法相反。至此粒子說才產生了根本的動搖。

馬克士威電磁場方程式
1865年英國物理學家馬克士威將庫侖定律、法拉第定律、和修改後的安培定律統整起來，以理論指出電場與磁場可形成電磁波的條件，提出著名的馬克士威電磁場方程式，以此力程式為基礎他推論出光是電磁波的一種；後經德國人赫茲於1886-1888年間成功地發射及接收電磁波而確立光的電磁波學說。

愛因斯坦的光量子論
1905年愛因斯坦發表了光量子論，用以解釋物質因吸收光能而使電子跳離物質的光電效應。光量子論指出，電磁波有波動與粒子雙重性，稱之為光子。光學從此進入了光子學說的時代。