光是一個物理學名詞，其本質是一種處于特定頻段的光子流。光源發出光，是因為光源中電子獲得額外能量。如果能量不足以使其躍遷（jump）到更外層的軌道，電子就會進行加速運動，并以波的形式釋放能量；反之，電子躍遷。如果躍遷之后剛好填補了所在軌道的空位，從激發態到達穩定態，電子就不動了；反之，電子會再次躍遷回之前的軌道，并且以波的形式釋放能量。

     簡單地說，光是沿直線傳播的。在廣義相對論中，由于光受到物體強引力場的影響，光的傳播路徑被發生相應的偏折。

     光速和時間在某種意義上是同一個東西。光子一秒30萬公里，如果只跑了15萬，那么其實不是光子變慢了，而是時間相對地球時間快了一倍。如果測量到光速降低到0，那你的時間甚至相對地球時間開始倒流了，此時，你就是光速了。

      雖然這有些不可思議，但實際確實是這樣，這也是為什么再強大的粒子加速器都不能將一個粒子加速到光速的原因，因為粒子具備靜止質量，而通過狹義相對論的質速公式，我們發現當一個具備靜止質量的粒子，在接近光速時，它的質量會趨向于無窮，而無窮大的質量則需要無窮多的能量來進一步提速，顯然宇宙中的能量是有限的（無限的也沒事，反正都得把整個宇宙吞了才行）

     在真空中傳播的速度最快，而在金剛石中的傳播速度只有真空中的一半。光速不變原理是相對論成立的前提，根據相對論也可以得出光子沒有靜止質量的結論，或許不妨理解為光子的能量來自于宇宙創生之初，光子沒有靜質量，所以它可以把能量全部轉化為動能，讓光子保持光速前進。

     科學第一次顛覆了人們的三觀?？呻S著科學的深入發展，人類開始研究微觀世界，量子力學顛覆三觀就相當牛頓顛覆亞里士多德一樣。量子力學的規律也不遵守宏觀世界的規律。

     光子是由電子輻射出的能量轉變而來的。這種能量用質能方程來解釋是可以轉換為質量的，這就是光子的運動質量。

     所以光子沒有任何加速過程直接到光速，在我們看來太違背常識了，但世界就是這樣，量子理論的幾種現象同樣讓人費解，如果你非要問到底為什么光子不需要加速過程，就如同問這個宇宙到底是怎么來的一樣。只能說，光子一生下來就是光速，這是大自然的一種規律！

     就好比萬物之間有引力一樣，為什么會有引力，空間彎曲嗎？為什么會彎曲？有質量的物體使空間彎曲？那為什么有質量的物體會讓空間彎曲呢？

延伸閱讀：

光的微粒說

     關于光的本性的一種學說。17世紀曾為牛頓等所提倡。這種學說認為光由光源發出的微粒、它從光源沿直線行進至被照物，因此可以想像為一束由發光體射向被照物的高速微粒。這學說很直觀地解釋了光的直進及反射折射等現象，曾被普遍接受；直到19世紀初光的干涉等現象發現后，才被波動說所推翻。1905年愛因斯坦提出光是一種具有粒子性的實物（光子）。但這觀念并不摒棄光具有波動性質。這種關于光的波粒二象性的認識，是量子理論的基礎。

光的波動說

     關于光的本性的一種學說。第一位提出光的波動說的是與牛頓同時代的荷蘭人惠更斯。他在17世紀創立了光的波動學說，與光的微粒學說相對立。他認為光是一種波動，由發光體引起，和聲一樣依靠媒質來傳播。這種學說直到19世紀初當光的干涉和衍射現象被發現后才得到廣泛承認。19世紀后期，在電磁學的發展中又確定了光實際上是一種電磁波，并不是同聲波一樣的機械波。1888年德國物理學家赫茲用實驗證明了電磁波的存在，從此奠定了光的電磁理論。這一理論能夠說明光的傳播、干涉、衍射、散射、偏振等許多光現象。

光的電磁說

光波是一種特定頻段的電磁波

     光的干涉和衍射現象無可懷疑地證明了光是一種波，到19世紀中葉，光的波動說已經得到公認。但是，光是什么性質的波？難道像水波一樣？像聲波一樣？光波的本質是什么，這個問題一直沒有解決。那時候人們總是習慣于按照機械波的模型把光波看成是在某種彈性介質里傳播的振動。到了19世紀60年代，麥克斯韋預言了電磁波的存在，并且從理論上得出，電磁波在真空中的傳播速度應為3.11×10?m/s，而當時實驗測得的光速為3.15×10?m/s，兩個數值非常接近。麥克斯韋認為這不是一種巧合，它表明光與電磁現象之間有本質的聯系。由此他提出光在本質上是一種電磁波。這就是光的電磁說。到1886年，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，并且測出了實驗中的電磁波的頻率和波長，從而計算出了電磁波的傳播速度，發現電磁波的速度確實與光速相同，這樣就證明了光的電磁說的正確性。

     光的電磁說是說明光在本質上是電磁波的理論。電磁輻射不僅與光相同，并且其反射、折射以及偏振之性質也相同。由麥克斯韋的理論研究表明，空間電磁場是以光速傳播。這一結論已被赫茲的實驗證實。麥克斯韋，在1865年得出了結論：光是一種電磁現象。按照麥克斯韋的理論，c/v=√(εμ)。

     式中c為真空中的光速。ν為在介電常數為ε和導磁系數為μ的介質中的光速。根據折射率的定義n=c/v，我們有n=√(εμ)。

光波的電場強度E與磁感應強度M

     這個關系式給出了物質的光學常數，電學常數和磁學常數之間的關系。當時從上述的公式中看不出n應隨著光的波長λ而改變，因而無法解釋光的色散現象。后來洛倫茲在1896年創立了電子論。從這一理論看，介電常數ε是依賴于電磁場的頻率，即依賴于波長而變的，從而搞清了光的色散現象。光的電磁理論能夠說明光的傳播、干涉、衍射、色散、散射、偏振等許多現象，但不能解釋光與物質相互作用中的能量量子化轉換的性質，所以還需要近代的量子理論來補充。

激光

光的光子說

     1905年，愛因斯坦提出光是一種具有粒子性的實物（光子）。愛因斯坦提出光子的概念，由愛因斯坦光子假說發展成現代光子論（photon theory）的兩個基本點是：

     (1) 光是由一顆一顆的光子組成的光子流。每個光子的能量為ε = hυ。由N個光子組成的光子流，能量為Nhυ（不計真空場的零點能）。

     (2) 光與物質相互作用，即是每個光子與物質微觀粒子相互作用。根據能量守恒定律，約束得最不緊的電子在離開金屬面時具有最大的初動能，所以對于電子應有：hυ=(1/2)mv2+W。上式即為光電效應方程，W 代表電子脫離金屬表面所需要的能量，稱為功函數（work function）。

光的波粒二象性

     光電效應以及康普頓效應無可辯駁地證明了光是一種粒子，但是光的干涉和光的衍射又表明光確實是一種波。光到底是什么？光是一種波，同時也是一種粒子。光具有波粒二象性。這就是現代物理學的回答。

     根據量子場論（或者量子電動力學），光子是電磁場量子化之后的直接結果。光的粒子性揭示了電磁場作為一種物質，是與分子、原子等實物粒子一樣，有其內在的基本結構（組成粒子）的。而在經典的電動力學理論中，是沒有“光子”這個概念的。

     量子物理學中，光子是電磁場的微觀組成單元，電磁場是大量光子的累積效應。就如同地球水份分布是大量水分子的累積效應。