Jaké jsou vlastnosti světla?

Termín "světlo" může být použit pro označení viditelného světla, což je elektromagnetické záření o vlnové délce, kterou mohou lidské oči vnímat, nebo obecněji pro elektromagnetické záření o jakékoli vlnové délce. Existuje mnoho různých vlastností světla, které sdílí veškeré elektromagnetické záření, včetně jeho rychlosti ve vakuu, schopnosti odrážet se a vlnového chování ve většině situací. Různé vlny světla mohou vykazovat různé vlastnosti světla. Mezi takové proměnné vlastnosti světla patří vlnová délka, frekvence, intenzita a polarizace. Kvantové mechanické vlastnosti světla jsou zvláště zajímavé ve fyzice a chemii a jsou založeny na skutečnosti, že světlo se chová jak jako vlna, tak jako částice.

K popisu a klasifikaci jakékoli dané vlny elektromagnetického záření lze použít celou řadu různých vlastností světla. Vlnová délka světla popisuje vzdálenost mezi dvěma vrcholy ve vlně nebo vzdálenost mezi opakovanými částmi ve vlně. Frekvence popisuje počet opakování, ke kterým dojde v daném časovém období. Pro klasifikaci specifických světelných vln lze také použít další vlastnosti světla, jako je intenzita a polarizace.

Světlo prochází vakuem rychlostí 186 282 mil za sekundu (asi 299 792 458 metrů za sekundu). Tato rychlost je známá jako „rychlost světla“ a je velmi důležitá ve fyzice z různých důvodů, včetně jejího místa v Einsteinově teorii speciální relativity. Teorie uvádí, že „rychlost světla ve vakuu je stejná pro všechny pozorovatele bez ohledu na jejich pohyb nebo pohyb světelného zdroje.“ Světlo vyzařované ze světelného zdroje pohybující se téměř rychlostí světla tak putuje stejnou rychlostí jako světlo vyzařované z imobilního světelného zdroje. Speciální relativita vede k jevům, jako je dilatace času, zkracování délky a myšlenka, že maximální rychlost je nutně konečná.

Kvantové mechanické vlastnosti světla většinou souvisejí s dualitou vlnových částic - skutečností, že se světlo chová v různých dobách jako vlna a jako částice. Experimenty prokázaly vlnové vlastnosti světla, jako je interference, polarizace a difrakce. Experiment prokazující „fotoelektrický efekt“ však prokázal, že světlo také vykazuje vlastnosti podobné částicím, které nemohlo demonstrovat něco jako vlna. Základní „částice“ světla je známá jako „foton“, který je definován jako jediné kvantum světla nebo nejmenší fyzické „množství“ světla, které může existovat v jedné jednotce.