Le terme
"lumière" est utilisé pour se référer à la lumière visible, qui est
un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde qui peut être perçue par
l'œil humain, ou plus généralement au rayonnement électromagnétique de longueur
d'onde quelconque. Il y a beaucoup de différentes propriétés de la lumière qui
sont partagées par tous les rayonnements électromagnétiques, y compris sa
vitesse dans le vide, la capacité à être réfléchie, et le comportement des
ondes comme dans la plupart des situations. Différentes propriétés de la lumière
peuvent être exposées par les différentes vagues de lumière. Ces propriétés
variables de lumière comprennent longueur d'onde, la fréquence, l'intensité et
la polarisation. Les propriétés mécaniques quantiques de la lumière sont d'un
intérêt particulier dans la physique et la chimie et se fondent dans 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
toute onde donnée de rayonnement électromagnétique. La longueur d'onde de la
lumière décrit la distance entre les deux pics dans la vague ou la distance
entre les sections répétées dans la vague. Fréquence décrit le nombre de
répétitions qui se produisent sur une période de temps donnée. D'autres
propriétés de la lumière, tels que l'intensité et la polarisation, peuvent
également être utilisés pour classer les ondes lumineuses spécifiques.
La lumière se
propage dans le vide à 186,282 miles par seconde (environ 299 792 458 mètres
par seconde). Cette vitesse est connue comme la "vitesse de la
lumière" et est extrêmement important dans la physique pour une variété de
raisons, y compris sa place dans la théorie d'Einstein de la relativité restreinte.
La théorie affirme que "la vitesse de la lumière dans le vide est le même
pour tous les observateurs, indépendamment de leur mouvement ou de la requête
de la source de lumière." Ainsi, la lumière émise par une source de
lumière se déplaçant pratiquement à la vitesse de la lumière se déplace à la
même vitesse que celle émise par une source de lumière immobile. La relativité
restreinte conduit à des phénomènes tels que la dilatation du temps,
contraction des longueurs , et l'idée que la vitesse maximale est
nécessairement finie.
Les propriétés
mécaniques quantiques de la lumière sont principalement liés à la dualité
onde-particule - le fait que la lumière se comporte, à plusieurs reprises,
comme une vague et comme une particule. Des expériences ont démontré des
propriétés ondulatoires de la lumière, tels que les interférences, la
polarisation et la diffraction. Une expérience démontrant «l'effet
photoélectrique», cependant, a démontré que la lumière présente également des
propriétés de particules comme quelque chose d'entièrement ondulatoire ne
pouvait pas démontrer. La "particule" de base de la lumière est
connue sous le nom "photon", qui est défini comme un seul quantum de
lumière, ou la "quantité" physique le plus petit de la lumière qui
peut exister dans une seule unité.