يسير الضوء في خطوط مستقيمة في الوسط الشفاف، أي في الوسط الذي لا يمتص الضوء ولا ينعكس عنه. ومثال على الوسط الشفاف هو الهواء والزجاج والماء.
ويمكن تفسير سلوك الضوء هذا من خلال الطبيعة الموجية للضوء. فعندما ينتقل الضوء من وسط إلى آخر، فإنه يحافظ على اتجاه انتشاره. وإذا كان الوسط الذي ينتقل فيه الضوء هو وسط شفاف، فإن الضوء يستمر في الانتشار في خط مستقيم.
وهناك العديد من التجارب التي توضح أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة. ومن هذه التجارب:
-
تجربة شقي يونغ: في هذه التجربة، يمر الضوء عبر شقين رفيعين، ثم يسقط على شاشة. وينتج عن ذلك صورة على الشاشة تتكون من خطوط مضيئة وخطوط مظلمة. وتفسير هذه الظاهرة هو أن الضوء ينتشر في شكل موجات، وأن موجات الضوء التي تمر عبر الشقين تلتقي على الشاشة وتتدخل مع بعضها البعض.
-
تجربة الانعكاس: في هذه التجربة، يسقط الضوء على سطح عاكس، ثم ينعكس عن هذا السطح. وينتج عن ذلك صورة على الشاشة تشبه الصورة الأصلية. وتفسير هذه الظاهرة هو أن الضوء ينتشر في شكل موجات، وأن موجات الضوء التي تسقط على السطح العاكس تنعكس عنه في نفس الاتجاه الذي كانت تنتشر فيه.
-
تجربة الانكسار: في هذه التجربة، يمر الضوء من وسط إلى آخر، ثم ينكسر. وينتج عن ذلك تغيير في مسار الضوء. وتفسير هذه الظاهرة هو أن الضوء ينتشر في شكل موجات، وأن موجات الضوء التي تمر من وسط إلى آخر تنكسر بسبب اختلاف سرعة الضوء في الوسطين.
وهناك بعض الحالات التي لا يسير فيها الضوء في خطوط مستقيمة. ومن هذه الحالات:
-
عندما يمر الضوء عبر وسط غير شفاف: في هذه الحالة، يمتص الضوء أو ينعكس عنه الوسط، وبالتالي لا يستمر في الانتشار في خط مستقيم.
-
عندما يمر الضوء بالقرب من جسم ثقيل: في هذه الحالة، ينجذب الضوء إلى الجسم الثقيل، وبالتالي ينحرف عن مساره.
-
عندما يمر الضوء عبر مجال مغناطيسي: في هذه الحالة، ينحرف الضوء عن مساره بسبب تأثير المجال المغناطيسي.
