Le terme lumière peut être utilisé pour désigner la lumière visible, qui est un rayonnement électromagnétique d’une longueur d’onde perceptible par l’œil humain, ou plus généralement un rayonnement électromagnétique de n’importe quelle longueur d’onde. Il existe de nombreuses propriétés différentes de la lumière qui sont partagées par tous les rayonnements électromagnétiques, y compris sa vitesse dans le vide, sa capacité à être réfléchie et son comportement ondulatoire dans la plupart des situations. Différentes propriétés de la lumière peuvent être présentées par différentes ondes lumineuses. Ces propriétés variables comprennent la longueur d’onde, la fréquence, l’intensité et la polarisation. Les propriétés mécaniques quantiques de la lumière sont particulièrement intéressantes en physique et en chimie et reposent sur le fait que la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme une particule.
Une variété de propriétés différentes de la lumière peut être utilisée pour décrire et classer une onde donnée de rayonnement électromagnétique. La longueur d’onde de la lumière décrit la distance entre deux pics de l’onde ou la distance entre les sections répétées de l’onde. La fréquence décrit le nombre de répétitions qui se produisent sur une période de temps donnée. D’autres propriétés de la lumière, telles que l’intensité et la polarisation, peuvent également être utilisées pour classer des ondes lumineuses spécifiques.
La lumière voyage dans le vide à 186,282 299,792,458 miles par seconde (environ XNUMX XNUMX XNUMX mètres par seconde). Cette vitesse est connue sous le nom de vitesse de la lumière et est extrêmement importante en physique pour diverses raisons, notamment sa place dans la théorie de la relativité restreinte d’Einstein. La théorie stipule que la vitesse de la lumière dans le vide est la même pour tous les observateurs, quel que soit leur mouvement ou le mouvement de la source lumineuse. Ainsi, la lumière émise par une source lumineuse se déplaçant à peu près à la vitesse de la lumière se déplace à la même vitesse que celle émise par une source lumineuse immobile. La relativité restreinte conduit à des phénomènes tels que la dilatation du temps, la contraction des longueurs et l’idée que la vitesse maximale est nécessairement finie.
Les propriétés mécaniques quantiques de la lumière sont principalement liées à la dualité onde-particule – le fait que la lumière se comporte, à divers moments, comme une onde et comme une particule. Des expériences ont démontré des propriétés de lumière ondulatoires, telles que l’interférence, la polarisation et la diffraction. Une expérience démontrant «l’effet photoélectrique», cependant, a démontré que la lumière présente également des propriétés semblables à des particules que quelque chose d’entièrement ondulatoire ne pourrait pas démontrer. La «particule» de lumière de base est connue sous le nom de «photon», qui est défini comme un seul quantum de lumière, ou la plus petite «quantité» physique de lumière pouvant exister dans une seule unité.