Antik çağda, gözün, bakılan cisme doğru ışık ışınları yaydığı düşünülürdü.

Görüntünün gözden kaynaklanan resimlerden oluştuğu ileri sürülmüş, Platon ise ışığın

bakılan cisimlerden göze geldiğini iddia etmişti. Daha garip düşünceler de mevcuttu;

bunlar arasında, gözden fırlayan parçacıklar ile görme sağlandığı düşüncesi de mevcuttu.

Bu düşünceler Antik çağdan 17. yy’a kadar uzanan düşünceleridir.

1675 yılında ilk kez Danimarkalı astronom Römer ışığın hızı konusuna eğildi.

Jüpiter’in bir uydusunun gezegen arkasında kalma süresini hesaplamakta olan Römer, bu

sürenin gezegenin dünyaya uzaklığı arttığında fazlalaştığını farketti ve bunun ışığın daha

çok yol katetmesi ile ilgili olduğunu düşünerek ışığın hızı konusuna dikkati çekti.

Newton 1704'de ışık deneyleri ile ilgili çalışmalarını yazdığı ‘Optics’ kitabını

yayımladı. Newton ışık ile ilgili olarak çalışırken, Hollanda'da Cristian Huygens bir teori

geliştiriyordu ve ilk bilimcilerin tersine ışığın parçalardan değil dalgalardan meydana

geldiğini öne sürüyordu. O da Decartes, Newton ve daha başkaları gibi çok ince ve

elastik nitelikte olan ve ışığın yayılmasını sağlayan bir ortamdan bahsediyordu, bu

madde tüm uzayı baştanbaşa dolduruyordu ve bu ortam ışık dalgalarının yayılmasını

sağlıyordu. Daha sonraları eter veya esir denen ve varlığı ile ilgili pek çok çalışma

yapılan, sonunda yokluğuna karar verilen daha doğrusu tespitinin mümkün olamayacağı

ispatlanan bir madde idi bu. Huygens'in çalışmaları her ne kadar Snell'in kırılma

yasalarını destekliyorsa da, ışık düz gidiyor ve köşeleri dönmüyordu.

Bu sıralarda ışık için kafa yoranlardan biri de Robert Hooke idi. O da ışığın eğri

dalgalardan olduğu gibi bir varsayım geliştirmişti. Newton'un parçacık teorisi ile

Huygens'in dalga teorisi arasındaki kavgayı o yıllarda tüm ağırlığınca hissedilen

Newton'un otoritesi kazandı. Öyle ki: Dönemin ünlü bir bilim adamı Newton için ‘Acaba

onun da bizim gibi yeme, içme, uyuma gibi ihtiyaçları var mı?’ diye sormaktan kendini

alamamıştır.

19. yüzyılda Thomas Young ortaya çıktı ve dalga teorisine ağırlık kazandırdı O güne

kadar dalga teorisi ile açıklanamayan kırınım ve keskin gölge olayına, yeteri kadar kısa

dalga uzunluklarında ışık hem düz gidebilir hem de keskin gölge yapabilir diyerek açıklık

getirdi, girişim yasalarını açıkladı ve ışığın dalga uzunluğunu öçtü. Bu arada Fresnel

adında bir Fransız bilim adamı kırınım olayını başarı ile açıkladı ve dalga teorisi

güçlendi.

Daha sonraları Fizeau, Foucault, Michelson ışık hızı ile ilgili deneyler yaptılar.

Michelson 299.770 km/sn olarak ışık hızını belirledi. (Boşlukta ışık yayılma hızı 299.793

km/sn'dir.) Boşluk ışık hızı, kırılma indisine bölünerek o ortamdaki ışık hızı bulunur.

Havanın kırılma indisi 1,0003'tür. O halde hava içinde ışık hızı 299.703 km/sn olarak

bulunur. Elmasın kırılma indisi 2. 42 dir. O halde ışık hızı elmas içinde 124 .000 km/sn

dir.

Clerk Maxwell 19. yüzyıl ortalarında elektromanyetik dalga kuramını geliştirdi ve

elektromanyetik dalgaların ışık hızında hareket ettiğini gösterdi, o halde ışık da bir

elektromanyetik dalga formunda olabilirdi. Ayrıca daha başka elektromanyetik radyasyon

formlarının da varlığı araştırılmalı idi.

Işığın dalga formu 20. yüzyıl başlarına kadar ön planda oldu. 1900 yılında Max Plank‘ın

kara cisim ışımasına ait kuramsal çalışması yayınlandı ve sonuçta Plank enerjinin, enerji

paketçikleri olarak yayıldığını ortaya koydu ve bu paketçiklere ‘Quanta‘ adını verdi.

Enerji quantumları E=hxf olarak formülize edilmekteydi. Bu teorideki ‘h’ ifadesi

doğanın değişmezlerinden biri olan Plank sabitini ifade etmektedir ve 6.62x10-34

joule/sn'dir. Quantum teorisi ile dalga teorisi sarsılmadı ama, doğanın sürekliliği yasası

yara aldı. 1905 yıllarına gelindiğinde Einstein‘ın Fotoelektrik Etki Teorisi, Quantum

teorisini doğruladı. Daha sonraları ‘Tanrı zar atmaz' diyerek quantum teorisini

kabullenmekte zorlanan Einstein’ın, özel rölativite kuramı ile; bizim evrenimiz için ışık

hızının sınır olması ve ışık hızına erişilememesi, evrenin sınırlarını ortaya koydu. Yine;

çekim alanından geçen ışığın sapması varsayımının deneylerle doğrulanması, ışığın

parçacık teorisini güçlendirdi. Planck’ın E=hxf olarak ortaya koyduğu formül, quantum

denen enerji paketi ile ışığın frekası arsındaki ilişkiyi ortaya koymakta idi. Işık artık

enerji paketçikleri idi. Einstein Foto-Elektrik Etki olayını açıklarken ışığın foton adı

verilen enerji parçacıkları olduğunu gösterdi.

Bu sıralar Niels Bohr adında bir Danimarkalı bilim adamı ortaya çıktı ve yeni bir atom

modeli ortaya koydu. Bu modelde elektronlar çekirdek etrafında belli yörünge

seviyelerinde olabilirdi, ara seviye söz konusu değildi. Elektronların bu seviyeler arasında

sıçraması söz konusu idi. Daha sonraları pek çok bilim adamının; dalga mekaniği,

istatiksel mekanik konularında yaptığı çalışmalarla quantum teorisi dev adımlarla ilerledi.

Bunlar arasında Heisenberg, Pauli, Landau, Born, Dirac gibi fizikçiler vardı.

1950 yıllarından sonra, elementer parçacıklar konusunda yapılan çalışmalar ve atomun

yapısı ile ilgili yeni buluşlar 4 çeşit madde etkileşimleri olduğunu ortaya koydu. Bunlar

Kütlesel Çekim, Elektromanyetik, Zayıf Etkileşim ve Güçlü Etkileşim olarak

tanımlandı. Elektromanyetik etkileşimle bağlantılı olan gluon'a foton adı verildi. Yani

1905 de Einstein'ın ortaya koyduğu ışık parçacığı.

Bu konu ile ilgilenen Quantum elektrodinamiği; elektromanyetik alanın yani ışığın

gluon'unun foton olduğunu söyler. Foton kütlesi '0' olan ve elektrik yükü '0' olan bir

gluon'dur. Özel Rölativite'nin ortaya koyduğu ışığın çekim alanında sapması olayı bize

foton adı verilen bu parçacığın bir kütlesinin olduğunu söylemektedir, keza ışık

basıncı'nın olması da fotonun bir kütlesi ve momentumu olduğunu gösterir. O halde ışık

hızında, foton'un bir kütlesi vardır. Her ne kadar rölativistik olarak düşünüldüğünde,

hiçbir kütle ışık hızına ulaşamaz, rölativistik kütle artış formülünde, bir kütlenin ışık

hızına ulaşması durumunda kütlesi sonsuz olur. Sonsuz bir kütle sonsuz enerji demektir,

bu da mümkün değildir. Peki o halde fotonlar nasıl olup da ışık hızında

gidebilmektedirler?

Rölativistik olarak bir kütlenin ışık hızına ulaştırılamaması fotonlar için geçerli değildir;

çünkü foton öncelikle sükünet kütlesi '0' olan bir quantadır. Sükünet kütlesinin '0' olması

da fotonun özel halini tam olarak açıklamamaktadır ve bir belirsizlik vardır ki bu kütle

artış formülünde v = c alındığında sükünet kütlesi '0' olan foton'un kütlesi belirsiz olarak

bulunur. Bu çelişki ancak şimdilik bu formülün fotonlara uygulanamaz demesi ile

unutulmaya çalışılmaktadır.

Pratikte biz ışık diye elektromanyetik tayfın görünen ışık kısmındaki, elekromanyetik

dalgaları içeren dar bir bölümününden bahsederiz; çünkü görsel olarak bu bölümün

algılanması göz sayesinde kolayca başarılır. Bunun dışında olan elektromanyetik dalgalar

çeşitli cihazlarla görülür hale getirilerek veya etkileri belirlenerek algılanır.

"Işık nedir?" sorusunun cevabı etrafındaki kavga artık sona ermiş durumdadır. Işık hem dalga hem parçacıktır yani kimilerinin deyimi ile ‘wavicle’ dır. Yani kimi zaman particle (parçacık) kimi zaman wave (dalga).