Svetlost čine čestice svetlosti, fotoni. Veličina fotona pripada redu dimenzija od 10^-18 m, što je milijardu milijardi puta manje od 1 metra. Fotoni nemaju masu i nisu naelektrisani. To su paketi ili kvanti energije.

Fotoni pripadaju Standardnom modelu elementarnih čestica. Oni su jedna od četiri vrste čestica koje grade fizičko polje. Sveukupno elektromagnetno polje Svemira čine fotoni. Oni omogućuju elektromagnetnu interakciju u uzajamnom električnom delovanju naelektrisanja. Elektromagnetno polje Svemira je složena energetska mreža ispletena od fotona. Nastajanje i nestajanje fotona, količina energije koja im omogućava kretanje, njihove različite talasne dužine i frekvencije, određuju svojstva ovog fizičkog polja koje se zbog toga neprestano kreće i menja. Na taj način oni prožimaju ceo Svemir.

Fotoni nastaju na više načina u više različitih izvora. Najčešće nastaju u pobuđenim atomima, između putanja elektrona. Kada se elektroni, koji su nekom spoljašnjom silom gurnuti sa nižeg energetskog nivoa na viši, vraćaju na prvobitni nivo oni ispuštaju višak energije.

Postoji više vrsta fotona. Jedna grupa fotona sa kojom reaguje (percipira) naše oko, omogućava da se u našem mozgu stvaraju slike predmeta sa kojih ti fotoni dolaze. Te fotone zovemo vidljivi fotoni. Ima ih 6 vrsta: crveni, narandžasti, žuti, zeleni, plavi i ljubičasti.

Svi fotoni se u vakuumu kreću istom brzinom od 299 792 458 m/s. Njihova brzina je u supstancijalnoj sredini manja i zavisi od optičke gustine sredine. Ponašaju se i kao čestica i kao talas. Njihova talasna dužina i frekvencija, bez obzira da li se kreću u vakuumu ili supstancijalnoj optičkoj sredini je različita. Ove razlike fotona zavise od količine energije koje oni poseduju. Količina energije fotona zavisi od izvora u kojima nastaju. Fotoni koji nastaju u jezgrima zvezda imaju veću energiju od fotona koji nastaju u plamenu sveće. Frekvencija fotona i njihova energije su u upravo srazmernom odnosu.

Talasne dužine fotona koji čine vidljivu svetlost :

ljubičasta 380–450 nm
plava 450–495 nm
zelena 495–570 nm
žuta 570–590 nm
narandžasta 590–620 nm
crvena 620–750 nm

Nanometar (nm) je milijarditi deo metra.

Frekvencija ili broj oscilacija koje naprave ovi fotoni u 1 sekundi je od 4×1014 Hz do 7,9×1014 Hz. Frekvencija i talasna dužina su u obrnuto srazmernom odnosu što znači da je frekvencija manja ako je talasna dužina veća.

Naše oko je osetljivo na fotone koji imaju talasnu dužinu od 380-750nm. Naše oko najbolje reaguje sa fotonima talasne dužine oko 350nm. Zbog toga mi najbolje zapažamo zelenu i žutu boju. Sa fotonima manje talasne dužine od 380nm i veće od 750nm naše oko ne intereaguje pa čak i kad oni uđu u naše oko.

Termin svetlost podrazumeva ceo elektromagnetni spektar koji obuhvata više grupa različitih fotona: radio, mikro, infracrvene, ultraljubičaste, X i gama fotone. Grupu fotona koji omogućuju naše viđenje zovemo vidljivi fotoni a svetlost koju oni predstavljaju, vidljiva svetlost.

Ono što mi zovemo viđenjem je manifestacija interakcije ovih fotona i našeg mozga. Slika se dešava u našem mozgu, kao što slika na kameri ne nastaje u objektivu nego na displeju kamere ili monitoru računara ako nam je kamera povezana sa računarom.

List neke biljke apsorbuje sve vidljive fotone osim zelenog fotona, njega odbija. Taj zeleni fotom ulazi u naše oko i naša žuta mrlja ga apsorbuje, intereaguje sa njim. Tu se energija fotona pretvara u električnu energiju koja se dalje kroz neuron provodi do centra za vid gde se vizualizuje slično kao na displeju. Isto se dešava ako gledamo narandžu, limun, ljubičice, samo što se u ovim slučajevima radi o narandžastim, žutim ili ljubičastim fotonima. Žuti limun apsorbuje sve fotone koji nemaju talasnu dužinu od 570-590nm a odbija samo fotone ovih talasnih dužina.

Kada neko telo apsorbuje svih šest fotona, ni jedan od njih ne dolazi u naše oko, to telo je nama crno. Crna boja znači odsustvo svih vidljivih fotona u našem oku i mozgu.

Kada neko telo, recimo mleko ili list papira odbije svih šest vrsta vidljivih fotona i oni uđu u naše oko, mi imamo doživljaj bele boje. Bela boja znači prisustvo svih vidljivih fotona u našem oku i mozgu.
Struktura nekih tela je takva da vidljivi fotoni sa svojim talasnim dužinama mogu da prođu između atoma tih tela i da ne intereaguju sa njima. Takva tela nemaju boju, za njih kažemo da su providna.

SVE JE FIZIKA  Miša Bracić