Termen ”ljus” kan användas för att referera till synligt ljus, vilket är elektromagnetisk strålning med en våglängd som kan uppfattas av mänskliga ögon, eller mer allmänt till elektromagnetisk strålning av vilken våglängd som helst. Det finns många olika egenskaper hos ljus som delas av all elektromagnetisk strålning, inklusive dess hastighet i vakuum, förmåga att reflekteras och vågliknande beteende i de flesta situationer. Olika egenskaper hos ljus kan uppvisas av olika ljusvågor. Sådana variabla egenskaper inkluderar våglängd, frekvens, intensitet och polarisation. Ljusets kvantmekaniska egenskaper är av särskilt intresse inom fysik och kemi och bygger på att ljus uppträder både som en våg och som en partikel.
En mängd olika egenskaper hos ljus kan användas för att beskriva och klassificera en given våg av elektromagnetisk strålning. Ljusets våglängd beskriver avståndet mellan två toppar i vågen eller avståndet mellan upprepade sektioner i vågen. Frekvens beskriver antalet repetitioner som sker under en given tidsperiod. Andra ljusegenskaper, såsom intensitet och polarisation, kan också användas för att klassificera specifika ljusvågor.
Ljus färdas genom ett vakuum med 186,282 299,792,458 miles per sekund (cirka XNUMX XNUMX XNUMX meter per sekund). Denna hastighet är känd som ”ljusets hastighet” och är extremt viktig inom fysiken av en mängd olika skäl, inklusive dess plats i Einsteins speciella relativitetsteori. Teorin säger att ”ljusets hastighet i ett vakuum är densamma för alla observatörer oavsett deras rörelse eller ljuskällans rörelse.” Sålunda färdas ljuset som emitteras från en ljuskälla som rör sig med nästan ljusets hastighet med samma hastighet som det som emitteras från en orörlig ljuskälla. Särskild relativitetsteori leder till fenomen som tidsutvidgning, längdsammandragning och tanken att maximal hastighet nödvändigtvis är ändlig.
Ljusets kvantmekaniska egenskaper är mestadels relaterade till våg-partikeldualitet – det faktum att ljus vid olika tidpunkter beter sig som en våg och som en partikel. Experiment har visat vågliknande ljusegenskaper, såsom interferens, polarisation och diffraktion. Ett experiment som demonstrerade den ”fotoelektriska effekten” visade dock att ljus också uppvisar partikelliknande egenskaper som något helt våglikt inte kunde visa. Den grundläggande ”partikeln” av ljus är känd som ”fotonen”, som definieras som ett enda kvantum av ljus, eller den minsta fysiska ”mängd” av ljus som kan existera i en enda enhet.