Il termine “luce” può essere usato per riferirsi alla luce visibile, che è radiazione elettromagnetica di una lunghezza d’onda che può essere percepita dall’occhio umano, o più in generale alla radiazione elettromagnetica di qualsiasi lunghezza d’onda. Ci sono molte proprietà diverse della luce che sono condivise da tutte le radiazioni elettromagnetiche, inclusa la sua velocità nel vuoto, la capacità di essere riflessa e il comportamento ondulatorio nella maggior parte delle situazioni. Diverse proprietà della luce possono essere esibite da diverse onde di luce. Tali proprietà variabili includono lunghezza d’onda, frequenza, intensità e polarizzazione. Le proprietà quantomeccaniche della luce sono di particolare interesse in fisica e chimica e si basano sul fatto che la luce si comporta sia come un’onda che come una particella.
Una varietà di proprietà differenti della luce può essere usata per descrivere e classificare una data onda di radiazione elettromagnetica. La lunghezza d’onda della luce descrive la distanza tra due picchi nell’onda o la distanza tra sezioni ripetute nell’onda. La frequenza descrive il numero di ripetizioni che si verificano in un determinato periodo di tempo. Altre proprietà della luce, come l’intensità e la polarizzazione, possono essere utilizzate anche per classificare onde luminose specifiche.
La luce viaggia nel vuoto a 186,282 miglia al secondo (circa 299,792,458 metri al secondo). Questa velocità è nota come “velocità della luce” ed è estremamente importante in fisica per una serie di motivi, incluso il suo posto nella teoria della relatività speciale di Einstein. La teoria afferma che “la velocità della luce nel vuoto è la stessa per tutti gli osservatori indipendentemente dal loro movimento o dal movimento della sorgente luminosa”. Pertanto, la luce emessa da una sorgente luminosa che si muove quasi alla velocità della luce viaggia alla stessa velocità di quella emessa da una sorgente luminosa immobile. La relatività ristretta porta a fenomeni come la dilatazione del tempo, la contrazione della lunghezza e l’idea che la velocità massima sia necessariamente finita.
Le proprietà quantomeccaniche della luce sono per lo più legate alla dualità onda-particella, il fatto che la luce si comporta, in vari momenti, come un’onda e come una particella. Gli esperimenti hanno dimostrato proprietà della luce simili a onde, come interferenza, polarizzazione e diffrazione. Un esperimento che ha dimostrato l'”effetto fotoelettrico”, tuttavia, ha dimostrato che la luce mostra anche proprietà simili a particelle che qualcosa di interamente ondulatorio non potrebbe dimostrare. La “particella” di base della luce è nota come “fotone”, che è definito come un singolo quanto di luce, o la più piccola “quantità” fisica di luce che può esistere in una singola unità.