Stari vijek - Optika i valovi

Narodi su staroga vijeka poznavali žičana glazbala, o čemu svjedoče npr. slikarije egipatske civilizacije. To znači da su poznavali i zakonitosti oblikovanja tonova na žičanom instrumentu, odnosno činjenicu da jače zategnuta žica proizvodi viši ton.

Pitagorejci su obavljali i prve pokusa sa žicama različitih duljina. Tako su spoznali da žice koje titraju proizvode ugodna suzvučja samo ako su im duljine u određenim omjerima cijelih brojeva, te je time utvrđena ovisnost duljine žice i visine tona.

U antici je bila poznata i činjenica da se zvuk širi zrakom.

Platon (427. – 347. pr. n. e.) navodi da titranje tijela uzrokuje titranje zraka, koje se prenosi do uha.

Heron (2. st. pr. n. e.) prvi opisuje nastanak zvuka. Smatra da glazbala proizvode tonove zadajući udarce česticama zraka.

I pitanja su o prirodi svjetlosti postavljena već u starom vijeku. Drevni su Babilonci poznavali pravocrtno širenje svjetlosti. U antičkoj su Grčkoj učenjaci razmatrali pitanje konačnosti, odnosno beskonačnosti brzine svjetlosti. Aristotel tvrdi da je brzina svjetlosti beskonačna, jer nije zabilježen nijedan „dolazak“ ili „odlazak“ zrake svjetlosti. Demokrit smatra da je svjetlost čestične prirode, što je povezano s njegovom idejom atoma. Začetnikom se optike smatra Euklid (4. st. pr. n. e.), autor poznatih djela Optika i Katoptrika. U svojoj Optici naučava da je vid rezultat „zraka vida“ koje izlaze iz oka i opisuje način na koji vidimo udaljene predmete. U djelu Katoptrica Euklid raspravlja o odbijanju i lomu svjetlosti te tumači nastanak slika u ravnim i konkavnim zrcalima. U jednom od aksioma u ovoj knjizi donosi zakon odbijanja svjetlosti dokazujući da su kut odbijanja i upadni kut jednaki.

Prema legendi, Arhimed je upotrijebio udubljena zrcala da bi uz pomoć Sunčeve svjetlosti zapalio jedra neprijateljskih brodova pred Sirakuzom.

Heron također poznaje zakon odbijanja svjetlosti i smatra da se svjetlost širi pravocrtno zato što ima veću brzinu od svih tijela. Prvi iznosi ideju načela najmanjega vremena koje u 17. st. formulira Fermat. Prema Heronu, brzina je svjetlosti toliko velika da se ne može izmjeriti, ali nije beskonačna.

Zbog velikoga je utjecaja Aristotelove filozofije tijekom dugih stoljeća prevladalo uvjerenje da je brzina svjetlosti beskonačna, te će proći mnogo vremena dok se ljudi ponovno ne zapitaju je li brzina svjetlosti beskonačna, i ako nije, koliko ona iznosi.