眾所周知，大自然的天氣狀況，是變化無常的，有的時候是晴天，有的時候是多雲，有的時候是下雨。每到下雨的時候總會好奇為什麼會先看到閃電後聽到雷聲呢？其實道理很簡單，就是，光的傳播速度比聲音的傳播速度快。光的速度是 8000 萬米每秒，是人類已知的最快速度，聲音的速度分條件來算，空氣中最慢，然後是液態，其次是固態。聲音在空氣中速度一般都是 340 米每秒，在固體中最快也是 1000 多米每秒，這樣差距很大。到底是怎麼算出來的。那就得說說光學與聲學的發展史了。
光學在物理裡是非常重要的一門課程，如果學物理，就知道光學在物理裡算是基礎。而如今現在的科學社會，光學在物理中又是現在的主要研發方面，就有十分重要的意義和不可估量的巨大前途。不過光學的認知是慢慢的，逐漸的，並不是一兩百年就能發展過來的，而是經過了幾千年。
在古代，已有的文獻記載對光學都是關於生產方面和生活方面的記載。中國對光的記載都是在現代提出的光的基本性質，例如光沿直線傳播，光的折射，光的反射，等基礎。
最早記載光沿直線傳播這一性質的書籍是由墨翟所寫的《墨經》，其內容大致是說，光沿直線傳播，經過去一個很小很小的孔，會導致光的圖像倒過來。戰國的孫子，他書寫的書集中乘記載記錄說光是有 5 種顏色構成的，這和如今的光的構成是由三原色這一理論十分相似。他也並沒有留下當初實驗的方法，所以無法證明他的理論是否正確。
光的反射是在漢朝時期發現的，當時由於銅鏡的出現，有的人就會拿銅鏡照自己發現，反射太陽射線的時候會有一束光，從銅鏡照出去，因此有一些科研人員就總結出這個結論。
不僅是反射，戰國時期還出現了凸透鏡和凹透鏡。這些證據均在以往的考古中出現。墨子的《墨經》也有關於記載平面鏡的記錄，上面記錄大概意思是，有一個人把這鏡子舉起來，將光線反射到沒有光線的屋子裡，然後這個屋子裡就亮了。《夢溪筆談》裡也有關於凸面鏡和凹面鏡的記載，大概意思是有人據悉這種凹進去那鏡子，大概意思是，有人聚集這種不歸的鏡子，然後光線通過這面鏡子變成一個黃豆般的大小，在這黃豆大小的下面溫度會變得非常高， 只放在下面都會被點燃。
而大氣的光學現象，早在周朝就被記錄下來。當時由於，佔卜的需要，官方政府建立了，觀測站，類似於現在的氣候局，他們的任務就是觀測天氣的變化，然後記錄下來，所以當時彩虹還是蜃樓等，光的折射現象，都一一被記錄下來。
西方對光學的研究，和中國比起來晚的很多，14 世紀才出現類似的報告，但是他們卻做得比中國要好，而且還發明了一些光學儀器。克卜勒因為發明瞭望遠鏡，奠定了光學的基礎。胡克因為發現了光的波動現象，讓光的波動現象的研究有萌芽。
牛頓因為發現光由三原色組成，更是提出了光的折射定律以及反射定律，自此之後光，學進入了真正的研究與發展階段。19 世紀末到 20 世紀初，光學又進入了一個新的階段，量子光學階段。普朗克因為他的量子論發現了光的不連續性，被稱為現代物理學的起點。隨後愛因斯坦又因為他的狹義相對論和廣義相對論，解釋了光的運動現象，並且開始進入真正的發展階段。這些就是光學的發展歷史。可是光速是怎麼測出來的呢？
最開始的人們認為光是無窮快的，但是這只是口頭上說說，根本就沒有人能夠證明。直到十六世紀，伽利略出現，讓人們認識到這點是錯誤。
伽利略的實驗，是由自己拿著燈，然後讓助手站在遠處，自己用板子擋住燈，然後， 把木板拿開，助手看到燈光後，記住時間。然後反覆幾次後最後得出結論，光的速度確實很快，但不是無窮快，雖然這個方法上理論上可行，但是由於光的真實速度，實在是太快了，按照這種實驗，根本就做不成，所以這個實驗其實是假的。
後來，一個叫羅默的人，利用望遠鏡，看木星和地球，兩個星球之間，來回反射光線的時間來計算出光的速度。
聲音的測量的速度的方法非常簡單。具體內容如下，在一個城堡上有一個人，放炮。然後站的離這個地方特別遠的那個人，看到他拉炮之後就開始記秒，等到聲音傳耳朵的時候就停止計時。最後經過反覆計算取平均值得出，聲音的速度是 343 米每秒。這樣一看，聲音和光誰快不就知道了。
閃電和雷聲的比較也是這樣。閃電是雲和雲之間，發生的強烈放電現象。因為雲層中會產生負電，再加上空氣，等介質是不良導體，然後導入大地，大地中的正電會上去，兩者一相遇，發生激烈的放電現象，產生光熱，遠遠的望去就像一束光芒一樣。商店的溫度是太陽表面溫度的二到三倍，劇烈的溫度會導致空氣膨脹，又由於是下雨天，遇到水冷卻，如此的熱脹冷縮，發生巨大聲音，傳播開來。
每年都會有人因為，被閃電劈中而死亡，歷史上有很多人都是被閃電劈死的。現如今也有很多人被雷劈下而有些人，他們被雷劈後，身上會出現一種很奇怪的紋路，像紋身一樣，科學家把這種紋叫做雷電紋，產生這種紋路的原因是因為高溫而燙傷導致的。其實，還有一些人被雷劈後獲得了一些很奇怪的能力。
據記載，在美國曾經有一個人，他被雷劈後，竟然學會了彈鋼琴，而且現在還是一名鋼琴大師，令人驚訝的是他被雷劈之前不會鋼琴，對音樂更是一竅不通。有人懷疑是不是因為閃電，把他劈中後，而讓他有了超能力。
其實並不是，有科學家研究表示，當人體細胞受到電流刺激會反應劇烈，細胞如此，那神經比這個還要強，當人體神經經受住了雷電的刺激，那麼他的神經反應速度會比一般人快許多，科學家用青蛙做過類似實驗，將兩隻青蛙，一直電擊一直不電擊，進行對比實驗，實驗結果顯示被電擊的情況反應速度比沒有電擊的青娃，反應速度快許多，速度也比他快許多。
所以，大自然的秘密是非常多的，光一個閃電的秘密就足夠一個人去思考，而還有更多的秘密等待人們去發現探究。