가시광선

가시광선은 인간의 눈으로 감지할 수 있는 전자기파이다. 일반적인 인간의 눈은 약 380nm에서 750nm까지의 파장에 반응하며, 진동수로는 약 400~790THz 대역에 해당한다. 이러한 경계는 명확하게 정의되어 있지 않으며 개인의 연령이나 조건에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 최적의 조건에서 인간의 지각 한계는 310nm(자외선)에서 1100nm(근적외선)까지 확장되기도 한다.

가시광선은 다른 전자기파와 마찬가지로 매질 없이 전파되며, 진공에서의 속도는 초당 약 $299,792,458\text{m}$이다. 이는 자연계의 기본적인 상수 중 하나이다. 양자 물리학적 관점에서 가시광선은 '광자'라고 불리는 에너지 단위로 방출 및 흡수되며, 파동과 입자의 성질을 동시에 지니는 파동-입자 이중성을 나타낸다. 가시광선의 기본 특성으로는 강도, 전파 방향, 주파수(파장), 편광 등이 있다.

백색광이 프리즘을 통과하면 굴절률의 차이에 의해 분산되어 가시 스펙트럼의 여러 색상으로 나뉜다. 인간의 눈에는 빨강, 초록, 파랑의 세 가지 원추세포가 있어 이를 통해 색을 인지한다. 단일 파장으로 구성된 색을 순색 또는 스펙트럼 색이라고 한다. 반면 분홍이나 마젠타와 같은 색은 단일 파장으로 존재하지 않으며, 여러 파장의 빛이 혼합되어야만 지각될 수 있다.

가시광선은 지구 대기를 통과할 때 크게 감쇠되지 않는 '광학 창' 영역에 속한다. 대기 중의 맑은 공기는 파장이 짧은 파란색 빛을 빨간색 빛보다 더 많이 산란시키는데, 이 현상으로 인해 한낮의 하늘이 파랗게 보인다. 태양 주변 영역은 빛이 상대적으로 덜 산란되어 흰색으로 보이게 된다.

13세기에 로저 베이컨은 무지개가 빛의 분산 현상으로 인해 생성된다고 이론화하였다. 이후 아이작 뉴턴 등 여러 과학자들에 의해 빛의 성질과 스펙트럼에 대한 연구가 심화되었다. 현대 물리학에서 빛에 대한 연구는 광학이라는 독립된 학문 분야로 다루어진다.