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光波是由原子内部运动的电子产生的。不同物质的原子内部，电子的运动情况不同，它们发射和吸收的光波也不同。特定的原子发射和吸收特定波长的光。
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举例来说，纳原子发射和吸收波长为589纳米和589.6纳米的光，而氢原子放射和吸收波长为486.1纳米和653.6纳米的光。
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复色光经过如棱镜、光栅等色散系统分光后，被色散开的单色光按波长大小而依次排列的图案，这就是光谱。光谱分析如今已被天文学家广泛采用。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 牛顿的色散实验
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牛顿的《光学》一书集中反映了他的光学成就。一位著名的英国学者说过：“单凭他在光学上的成就，牛顿就已经可以成为科学上的头等人物。”
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在光学发展的早期，对颜色的解释显得特别困难。亚里士多德认为，颜色不是物体客观的性质，而是人们主观的感觉，一切颜色的形成都是光明与黑暗、白与黑按比例混合的结果。
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1663年，波义耳提出，物体的颜色并不是属于物体的特性，而是由于光线在照射到物体上发生变异所引起的，能完全反射光线的物体呈白色，完全吸收光线的物体呈黑色。
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笛卡儿、胡克等人主张红色是大大地浓缩了的光，紫光是大大地稀释了的光。
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牛顿认为白光是由各种不同颜色的光组成的，玻璃对各种色光的折射率不同，当白光通过棱镜时，各色光以不同角度折射，结果就被分开成颜色光谱。
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牛顿的三棱镜实验对白光进行分解，通过这个实验，在墙上得到了一个彩色光斑，颜色的排列是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。牛顿把这个颜色光斑叫作光谱。
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可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400—700纳米之间。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895560]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 4 远去的声音会变低 多普勒效应
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在日常生活中，我们大概都碰到过一边鸣笛一边急驰而去的救护车或消防车，那刺耳的笛音也经历了一个由低到高再到低的过程。车辆驶近时，笛音的频率也增高了。
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频移现象
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1842年，奥地利数学家多普勒注意到了这样的现象：他路过铁路交叉处时，恰逢一列火车驶过，火车从远而近时汽笛声变响，音调变高，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低。他对这个物理现象产生了极大的兴趣，并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象。这就是频移现象，后来被称为多普勒效应。
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多普勒认为，声波因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动波源的前方，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高。在运动波源的后面，产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低。波源的速度越高，这样的效应就越大。
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