一個物體的光學特性是由什麼因素決定的?
光譜
大氣獨特的光學特性造成很多壯觀的光學現象，像天空的藍色就是瑞立散射的結果，將較高頻率的顏色反射到觀察者眼前。因為藍光比紅光容易被散射，當透過較厚的太氣來直接觀測太陽時，太陽會呈現紅色。天空中其他顆粒物也可以在不同角度散射不同顏色的光，因此在黃昏和黎明時會有多彩發光的天空。大氣中冰晶或其他物質的散射造成了暈、晚霞餘暉、華、雲隙光及幻日等大氣現象。這些現象的不同是因為空氣中粒子的大小及其幾何形狀。海市蜃樓是光因為不同溫度下空氣折射率的變化而產生的光學現象，它將光線偏折而在遙遠的距離或天空中生成虛像，因此物體會出現原先不可能出現的位置。其他相關的光學效應包括新地島效應，也就是太陽上昇的比預期時間要快，而且形狀扭曲。複雜蜃景是和逆溫下的折射有關的光學現象，是像島嶼、懸崖、船舶及冰山等物體在地平線上，其外形伸長且拉高，看起來像童話故事裡的城堡。彩虹是光在雨滴中的內反射及色散折射所造成。若在雨滴中只有單一反射，會在天空仰角約40°至42°度形成彩虹，紅色在最外層，若是在雨滴中有二次反射，會在天空仰角約50.5°至54°形成彩虹，紫色在最外層。因為太陽和彩虹的中心會相差180度，若太陽越靠近地平線，彩虹會更明顯。
幾何光學，又稱射線光學，描述了光的傳播。在幾何光學中，光被稱作是 射線。光線會在兩種不同介質的界面改變傳播方向，並有可能在折射率隨位置變化的介質中發生曲線彎折的現象。幾何光學中的光線是抽象的物體，它的前進方向垂直於光波的波前。幾何光學給出了光線通過光學系統的傳播規律，以此可以預測其實際波前的位置。費馬原理是幾何光學的基本定理：光傳播的路徑是光以最短時間通過的路徑，由此可以推導出許多幾何光學的定律。考慮一個由透鏡、反射鏡及稜鏡組合而成的光學系統，用幾何光學可以說明其中的反射、折射等現象，需要注意的是，幾何光學簡化了光學理論，因此它無法解釋很多重要的光學效應，例如：繞射、偏振等。通過近軸近似，可以對幾何光學做進一步簡化，並對應於數學描述上的線性化。在近軸近似條件下，光學元件和系統可以通過簡單的矩陣來表示。高斯光學以及近軸光線跟蹤都是以近軸近似的基礎進行發展，可以確定光學系統的一階特性，例如找出成像位置、物體位置以及放大倍率的近似值等。高斯光束傳播是近軸光學的擴展，它可以更為精確地描述相干傳播。即使仍然使用近軸近似，這一技術可以部分描述繞射，能夠精確計算雷射束隨距離傳播的速率以及其最小的匯聚尺寸。高斯光束傳播理論因此可以溝通幾何光學與物理光學。
現代時期的開始代表了歐洲文藝復興的結束。確切的時間點會依據各個領域的界定而有所不同，比如說，一個歷史學家可能會將現代的開始放在1650年，而一個音樂家則可能會把時間放在音樂的浪漫時期結束之後，也就是大約1900年。當代史學者習慣把一戰爆發，作為近代的終結、現代的開端。同樣地，依據各個領域的不同觀點，現代時期可能會被界定為一直延伸到我們現在所處的時間，或者也有可能被認為結束於後現代主義的開始，可能在1960年代到1980年代初期之間的任何一點。如果是將現代定義為在後現代之前的話，那麼它可能特別指涉了現代主義。有的觀點則認為，後現代主義只不過是現代主義本身最晚一個時期的發展而已。
顏色或色彩是通過眼、腦和我們的生活經驗所產生的一種對光的視覺效應。人對顏色的感覺不僅僅由光的物理性質所決定，還包含心理等許多因素，比如人類對顏色的感覺往往受到周圍顏色的影響。有時人們也將物質產生不同顏色的物理特性直接稱為顏色。電磁波的波長和強度可以有很大的區別，在人可以感受的波長範圍內，它被稱為可見光，有時也被簡稱為光。假如我們將一個光源各個波長的強度列在一起，我們就可以獲得這個光源的光譜。一個物體的光譜決定這個物體的光學特性，包括它的顏色。不同的光譜可以被人接收為同一個顏色。雖然我們可以將一個顏色定義為所有這些光譜的總和，但是不同的動物所看到的顏色是不同的，不同的人所感受到的顏色也是不同的，因此這個定義是相當主觀的。一個彌散地反射所有波長的光的表面是白色的，而一個吸收所有波長的光的表面是黑色的。一個虹所表現的每個顏色只包含一個波長的光。我們稱這樣的顏色為單色的。虹的光譜實際上是連續的，但一般來說，人們將它分為七種顏色：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫；每個人的分法總是稍稍不同。單色光的強度也會影響人對一個波長的光所感受的顏色，比如暗的橙黃被感受為褐色，而暗的黃綠被感受為橄欖綠，等等。大多數光源的光譜不是單色的，它們的光是由不同強度和波長的光混合組成的。人眼將許多這樣的混合光的顏色與單色光源的光的顏色看成是同樣。比如上面表格中的橙色，實際上就不是單色的600奈米的光，實際上它是由紅色和綠色的光混合組成的。出於眼睛的生理原理，我們無法區分這兩種光的顏色。也有許多顏色是不可能是單色的，因為沒有這樣的單色的顏色。比如說黑色、灰色和白色就是這樣的顏色，粉紅色或淡紫色也是這樣的顏色。