光束为何会向外辐射——就像托马斯·杨证实的那样？真实情况究竟如何？要理解光波，最好先讨论一种我们比较熟悉的波——在水里看到的水波。有一个关于水波的要点必须牢记于心，那就是：水波并非由水形成，而是由在水中传播的能量形成。如果水波从池子的左边移向右边，并不表示池子左边的水正在向右边移动。事实上，水仍然留在原地，移动的只是波。在装满水的浴缸内移动您的手，就会激起水波，这是因为您向水中施加了能量，能量以波的形式在水中传播。

所有波都是正在传播的能量，并且通常会经过某种介质，例如水。在图1中可以看到水波的图样，组成水波的水分子与水波的运动方向成直角上下振动，这种波称为横波。

光波则更为复杂一些，并且无需通过介质，它们可以在真空中传播。光波由电场和磁场形式的能量组成。电、磁场的振动方向互相垂直，并且均与光波的移动方向垂直。由于光既有电场又有磁场，因此也称为电磁辐射。

图 1

光波的尺寸有多种。波的尺寸用波长衡量，波长是指连续波上任意两个对应点之间的距离，通常为波峰到波峰或波谷到波谷的距离（图1）。可见光的波长范围是千万分之四到磁七米。但就电辐射的定义而言，波长的总范围可从十亿分之一米（如伽马射线），一直到数厘米或数米（如无线电波）不等。光只是整个频谱中的一小部分。