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光が空間をどのように移動するかという問題は、物理学の永遠の謎の1つです。現代の説明では、それは伝播する媒体を必要としない波動現象です。量子論によれば、特定の状況下では粒子の集まりとしても振る舞います。しかし、ほとんどの巨視的な目的のために、その振る舞いは、それを波として扱い、波力学の原理を適用してその動きを説明することで説明できます。
電磁振動
1800年代半ば、スコットランドの物理学者James Clerk Maxwellは、光は波動する電磁エネルギーの一種であることを確立しました。媒体が存在しない場合にどのように処理するかという問題は、電磁振動の性質によって説明されます。荷電粒子が振動すると、磁気粒子を自動的に誘導する電気振動が生成されます。物理学者は、これらの振動が垂直面で発生することをしばしば視覚化します。ペアの振動は、ソースから外側に伝播します。宇宙に浸透する電磁場を除いて、それらを伝導するための媒体は必要ありません。
光の光線
電磁源が光を生成すると、その光は、源の振動に応じて間隔を空けた一連の同心球として外に向かって進みます。光は常に送信元と宛先の間の最短経路を取ります。波面に垂直に、ソースからデスティネーションに描かれた線はレイと呼ばれます。光源から遠く離れて、球面波面は、光線の方向に移動する一連の平行線に縮退します。それらの間隔は光の波長を定義し、特定の時間単位で特定の点を通過するそのような線の数が周波数を定義します。
光の速度
光源が振動する周波数は、結果として生じる放射の周波数と波長を決定します。これは、1900年代初期に物理学者のマックスプランクによって確立された関係によると、波束のエネルギーに直接影響します。光が見える場合、振動の周波数が色を決定します。ただし、光の速度は振動周波数の影響を受けません。真空状態では、毎秒299,792キロメートル（毎秒186、282マイル）で、文字「c」で示される値です。アインシュタインの相対性理論によれば、宇宙のこれより速く移動するものはありません。
屈折と虹
光は、真空中よりも媒質内をゆっくりと移動し、速度は媒質の密度に比例します。この速度の変化により、2つのメディアの界面で光が曲がります。これは屈折と呼ばれる現象です。曲がる角度は、2つの媒体の密度と入射光の波長に依存します。透明な媒体に入射する光が異なる波長の波面で構成されている場合、各波面は異なる角度で曲がり、結果は虹になります。