تاريخ علم البصريات
البصريات في عصر النهضة وبداية العصر الحديث

استأنف يوهانس كيبلر الدراسات حول قوانين البصريات في مقالته حول القمر سنة 1600 م. كان الكسوف والخسوف وحجم الظلال واللون الأحمر للخسوف الكامل والضوء غير العادي المحيط بالشمس في الكسوف الكامل ظواهر غير مُفسّرة ترتبط بالانكسار في الغلاف الجوي. أوقف كيبلر أعماله معظم سنة 1603 م، ووجّه تركيزه للعمل على النظرية البصرية. وفي 1 يناير 1604 م، قدّم كيبلر خلاصة أبحاثه تلك في كتاب إلى الإمبراطور الروماني المقدس سمّاه «الجانب البصري في علم الفلك Astronomiae Pars Optica». وصف كيبلر في كتابه قانون التربيع العكسي الذي يحدد شدة الضوء، وشرح الانعكاس على المرايا المسطحة والمنحنية، ومبادئ الكاميرا ذات الثقب، والظواهر البصرية في الفلك مثل التزيح، والأحجام الظاهرية للأجسام السماوية. يُعد كتاب كيبلر المؤسس لعلم البصريات الحديث. (على الرغم من أنه لم يتطرق إلى قانون الانكسار).
في سنة 1621 م، توصّل ويلبرورد سنيليوس إلى صياغة قانون رياضي للانكسار، يُعرف الآن بقانون سنيل، الذي استخدمه رينيه ديكارت لاحقًا ليتوصل إلى أن نصف القطر الزاوي لقوس قزح يساوي 42°. كما توصّل إلى اكتشاف الانعكاس المنتظم حين نشر ذلك في مقالته حول البصريات.
درس إسحاق نيوتن انكسار الضوء، وشرح أنه عند مرور ضوء أبيض خلال موشور مشتت فإنه سيُشكّل طيفًا من الألوان، وأنه في وجود عدسة وموشور آخر يمكن توحيد هذه الألوان إلى اللون الأبيض مجددًا. كما أوضح أن الضوء الملوّن لا يُغيّر خصائصه. أجرى نيوتن تجربة لإثبات ذلك، حيث سلّط ضوءً ملونًا على عدة أشياء، وأثبت أنه بغض النظر عن انعكاس أو تشتت أو انقسام الضوء، سيحتفظ الضوء بلونه. وبالتالي أيضًا، أثبت أن اللون هو نتيجة سقوط ضوء ملون على الأشياء، وليست الأشياء هي من تولّد اللون. استنتج نيوتن أيضًا أن أي مقراب منحني سيُعاني من تشتت الضوء إلى عدة ألوان، فصنع المقراب العاكس (المعروف اليوم بمقراب نيوتن) ليتجاوز تلك المشكلة. وفي سنة 1671 م، طلبت الجمعية الملكية من نيوتن شرح فكرة مقرابه العاكس أمامها. شجع ذلك نيوتن على نشر كتابه «حول الألوان»، الذي وسّعه بعد ذلك ليُصبح كتاب «البصريات». زعم نيوتن أن الضوء يتكون من جسيمات، وأنه يحيد عند تسريعه في وسط أكثر كثافة، لكنه قرنها بالموجات ليُفسّر مسألة حيود الضوء.
في سنة 1672 م، أجرى كريستيان هوغنس تجربته على ظاهرة الانكسار المزدوج التي اكتشفها راسموس بارثولين سنة 1669 م. لم يتمكن هوغنس في البداية من تفسير النتائج التي توصّل إليها، ثم استطاع تفسيرها بعدئذ على ضوء نظريته الموجية، ومفهوم منشئ المنحنى. كما طوّر أفكارًا حول انحناء الضوء. وفي سنة 1678 م، شرح كريستيان هوغنس الصيغة الرياضية لنظريته حول الطبيعة الموجية للضوء أمام الأكاديمية الفرنسية للعلوم، ثم نشر نظريته في كتابه «مقالة حول الضوء» الذي صدر سنة 1690 م، وأشار إلى أنه استفاد من مخطوطة إينياس-غاستون باردي في البصريات التي ساعدته في وضع نظريته. اعتمد هوغنس على مبدأ ثبات سرعة الضوء، وهي النقطة التي كانت محور تجربة أجراها أوول رومر في مرصد باريس الفلكي سنة 1679 م، ولكن هوغنس لم يأخذ بتجربته، واعتبر تلك المسألة من المُسلّمات. وفي سنة 1675 م، افترض نيوتن في كتابه «فرضية النور» وجود أثير مضيء لنقل القوى بين الجسيمات. وفي عام 1704 م، نشر نيوتن كتاب البصريات الذي شرح فيه نظرية الانبعاث الذي اعتبر فيها أن الضوء يتكون من جسيمات دقيقة للغاية، وأن المواد العادية تتكون من جسيمات أكبر من جسيمات الضوء، وتكهن بأنه من خلال نوع من عمليات التحول الخيميائية، فقال: «أليست الأجسام الكبيرة والضوء قابلة للتحويل بين بعضهم البعض... وقد لا تتلقى الأجسام الكثير من نشاطها من خلال جسيمات الضوء التي تدخل في تركيبها؟». لم يتقبل نيوتن نظرية هوغنس، وأيد بدلاً من ذلك وبرر ذلك بأن الموجات الطولية لا يمكن تنكسر.