Lumière

Le Sun est la principale source de lumière de la Terre. Environ 44% du rayonnement électromagnétique du soleil atteignant le sol est dans la gamme de la lumière visible.

La lumière visible (communément appelée simplement la lumière) est un rayonnement électromagnétique qui est visible à la oeil humain, et est responsable de la sensation de vue. La lumière visible a une longueur d'onde dans la plage d'environ 380 nanomètres à environ 740 nm - entre l'invisible infrarouge, de longueurs d'onde et l'invisible ultraviolet , avec des longueurs d'onde plus courtes.

Propriétés primaires de la lumière visible sont intensité, la direction de propagation, fréquence ou longueur d'ondes spectre, et polarisation, tandis que sa vitesse dans le vide, 299 792 458 mètres par seconde, est l'un de la fondamentale constantes de la nature. La lumière visible, comme avec tous les types de rayonnement électromagnétique (EMR), est expérimentalement trouvé à se déplacer toujours à cette vitesse dans le vide.

En commun avec tous les types de DME, la lumière visible est émise et absorbée dans de minuscules «paquets» appelées photons , et présente des propriétés des deux ondes et particules . Cette propriété est appelée la dualité onde-particule. L'étude de la lumière, connu comme l'optique , est un domaine de recherche important dans la physique moderne.

Dans la physique , la lumière de terme se réfère parfois à un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde, visible ou non. Cet article se concentre sur la lumière visible. Voir la rayonnement électromagnétique article pour le terme général.

Vitesse de la lumière visible

La vitesse de la lumière dans un vide est définie comme étant exactement 299.792.458 m / s (environ 186,282 miles par seconde). La valeur fixe de la vitesse de la lumière en unités SI résulte du fait que le compteur est maintenant défini en termes de la vitesse de la lumière. Toutes les formes de rayonnement électromagnétique sont censés se déplacer à exactement la même vitesse dans le vide.

Différent les physiciens ont tenté de mesurer la vitesse de la lumière à travers l'histoire. Galileo a tenté de mesurer la vitesse de la lumière dans le XVIIe siècle. Une expérience tôt pour mesurer la vitesse de la lumière a été menée par Ole Rømer, un physicien danois, en 1676. L'utilisation d'un télescope , Romer a observé les mouvements de Jupiter et l'un de ses lunes, Io. Notant les divergences dans la période apparente de l'orbite de Io, il a calculé que la lumière met environ 22 minutes pour traverser le diamètre de la Terre l 'orbite. Cependant, sa taille ne était pas connu à ce moment. Si Rømer avait connu le diamètre de l'orbite de la Terre, il aurait calculé une vitesse de 227 000 000 m / s.

Un autre, plus précise, la mesure de la vitesse de la lumière a été réalisée en Europe par Hippolyte Fizeau en 1849. Fizeau dirigé un faisceau de lumière sur un miroir à plusieurs kilomètres. Une rotation roue dentée a été placé dans le trajet du faisceau lumineux tel qu'il a voyagé de la source vers le miroir et est ensuite retourné à son origine. Fizeau constaté que à une certaine vitesse de rotation, le faisceau serait passer à travers une lacune dans la roue sur le chemin et l'écart prochain sur le chemin du retour. Connaissant la distance au miroir, le nombre de dents de la roue, et la vitesse de rotation, Fizeau a pu calculer la vitesse de la lumière 313 000 000 m / s.

Léon Foucault utilisé une expérience qui a utilisé miroirs tournants pour obtenir une valeur de 298 000 000 m / s en 1862. Albert A. Michelson a mené des expériences sur la vitesse de la lumière à partir de 1877 jusqu'à sa mort en 1931. Il a affiné les méthodes de Foucault en 1926 en utilisant une meilleure rotation miroirs pour mesurer le temps qu'il a fallu la lumière pour faire un aller-retour à partir de Mt. Wilson Mt. San Antonio en Californie . Les mesures précises ont donné une vitesse de 299 796 000 m / s.

La vitesse effective de la lumière dans différentes substances transparentes contenant ordinaire matière , est moindre que dans le vide. Par exemple, la vitesse de la lumière dans l'eau est d'environ 3/4 de ce sous vide. Cependant, le processus de ralentissement de la matière est considérée résulte pas d'un ralentissement réel de particules de lumière, mais leur absorption et de réémission à partir de particules chargées dans la matière.

Comme un exemple extrême de la nature de la lumière ralentissement dans la matière, deux équipes indépendantes de physiciens ont pu apporter la lumière à un "arrêt complet" en le faisant passer à travers un Condensat de Bose-Einstein de l'élément de rubidium , une équipe de Université de Harvard et le Rowland Institut pour la science dans Cambridge, Mass., Et l'autre à la Centre Harvard-Smithsonian pour l'astrophysique, également à Cambridge. Toutefois, la description populaire de l'être de lumière "arrêté" dans ces expériences se réfère uniquement à la lumière étant stockée dans les états excités d'atomes, puis ré-émise à un moment plus tard, arbitraire, car stimulée par une seconde impulsion laser. Pendant le temps qu'il avait "arrêté", il avait cessé d'être la lumière.

Spectre électromagnétique et la lumière visible

Spectre électromagnétique avec la lumière mis en évidence

Généralement, le rayonnement électromagnétique, ou DME (la désignation 'rayonnement' exclut statique électrique et magnétique et près des champs) sont classés par longueur d'onde dans la radio , micro-ondes, infrarouge, la région visible que nous percevons comme la lumière, l'ultraviolet , Les rayons X et les rayons gamma.

Le comportement de DME dépend de sa longueur d'onde. Des fréquences plus élevées ont des longueurs d'onde plus courtes, et des fréquences plus basses ont de plus longues longueurs d'onde. Lorsque DME interagit avec des atomes et des molécules, son comportement dépend de la quantité d'énergie par quantique porte.

DME dans la région de la lumière visible est constituée de quanta (appelés photons ) qui sont à l'extrémité inférieure des énergies qui sont capables de provoquer l'excitation électronique des molécules à l'intérieur, qui conduisent à des changements dans la chimie ou la liaison de la molécule. A l'extrémité inférieure du spectre de la lumière visible, DME devient invisible pour l'homme ( infrarouge) parce que ses photons ne ont plus assez d'énergie individuelle pour provoquer un changement moléculaire durable (un changement de conformation) dans la molécule visuelle rétinal dans la rétine humaine. Ce changement déclenche la sensation de vision.

Il existe des animaux qui sont sensibles à divers types d'infrarouge, mais pas au moyen d'absorption quantique. Fossette sensorielle dépend d'une sorte de naturel l'imagerie thermique, dans lequel de petits paquets d'eau cellulaire sont montés en température par le rayonnement infrarouge. DME dans cette gamme provoque des effets de vibration et de chauffage moléculaires, et ce est la façon dont les animaux vivant détecter.

Au-dessus de la plage de la lumière visible, la lumière ultraviolette devient invisible à l'homme, principalement parce qu'il est absorbé par les tissus de l'oeil et en particulier la lentille. En outre, le tiges et cônes situés à l'arrière de l'œil humain ne peut pas détecter les longueurs d'onde ultraviolettes courtes, et sont en fait endommagé par les rayons ultraviolets, une condition connue sous le nom oeil de neige. Beaucoup d'animaux avec des yeux qui ne nécessitent pas les verres (tels que les insectes et les crevettes) sont capables de détecter directement ultraviolet visuellement, par des mécanismes de photons absorption quantique, de la même manière que les humains normaux chimiques détectent la lumière visible.

Optique

L'étude de la lumière et de l'interaction de la lumière et la matière est appelée optique . L'observation et l'étude des phénomènes optiques tels que les arcs en ciel et la aurores boréales offrent de nombreux indices quant à la nature de la lumière.

Réfraction

Un exemple de réfraction de la lumière. La paille semble coudé, en raison de la réfraction de la lumière qui pénètre dans le liquide de l'air.

Un nuage éclairé par la lumière du soleil

La réfraction est la courbure des rayons lumineux lors du passage à travers une surface entre un matériau transparent et un autre. Il est décrit par La loi de Snell:

où est l'angle entre le rayon et la normale à la surface dans le premier milieu, est l'angle entre le rayon et la normale à la surface dans le second milieu, et n ₁ et n ₂ sont indices de réfraction, n = 1 dans un vide et n> 1 dans un transparent substance.

Lorsqu'un faisceau de lumière traverse la limite entre le vide et un autre support, ou entre deux milieux différents, la longueur d'onde de la lumière change, mais la fréquence reste constante. Si le faisceau de lumière ne est pas orthogonal (ou plutôt normal) à la limite, la variation de longueur d'onde dans des résultats d'un changement dans la direction du faisceau. Ce changement de direction est connu sous le nom réfraction.

La qualité de réfraction lentilles est fréquemment utilisé pour manipuler la lumière afin de changer la taille apparente des images. Loupes, lunettes , lentilles de contact , des microscopes et lunettes astronomiques sont tous des exemples de cette manipulation.

Unités et mesures

La lumière est mesurée avec deux principales alternatives ensembles d'unités: radiométrie se compose de mesures de puissance lumineuse à tous les longueurs d'onde, tandis que mesures de photométrie lumière de longueur d'onde pondérée par rapport à un modèle standard de la perception humaine de la luminosité. La photométrie est utile, par exemple, pour quantifier Illumination (éclairage) pour usage humain. Les unités SI pour les deux systèmes sont résumés dans les tableaux suivants.

Les unités de photométrie sont différents de la plupart des systèmes d'unités physiques en ce qu'ils tiennent compte de la façon dont l'œil humain réagit à la lumière. Le cônes dans l'oeil humain sont de trois types qui répondent différemment à travers le spectre visible, et les pics de réponse cumulés à une longueur d'onde d'environ 555 nm. Par conséquent, deux sources de lumière qui produisent la même intensité (W / m ²⁾ de la lumière visible ne apparaissent pas nécessairement tout aussi brillant. Les unités de photométrie sont conçus pour tenir compte, et sont donc une meilleure représentation de la façon dont "brillant" une lumière semble être que l'intensité brute. Elles concernent premières pouvoir par une quantité appelée efficacité lumineuse, et sont utilisés à des fins comme déterminer la meilleure façon d'atteindre un éclairage suffisant pour diverses tâches dans les milieux intérieurs et extérieurs. L'éclairement mesuré par un cellule photoélectrique capteur ne correspond pas nécessairement à ce qui est perçu par l'œil humain, et sans filtres qui peuvent être coûteux, les cellules photoélectriques et dispositifs à couplage de charge (CCD) ont tendance à répondre à certaines infrarouge, l'ultraviolet ou les deux.

Une légère pression

Lumière exerce une pression physique sur des objets dans son chemin, un phénomène qui peut être déduit par les équations de Maxwell, mais peut être plus facilement expliquer par la nature corpusculaire de la lumière: grève des photons et de transférer leur élan. Une légère pression est égale à la puissance du faisceau de lumière divisé par c la vitesse de la lumière.   En raison de l'amplitude de C, l'effet d'une légère pression est négligeable pour les objets de la vie courante.   Par exemple, un de un milliwatt pointeur laser exerce une force d'environ 3,3 piconewtons sur l'objet étant éclairés; Ainsi, on pourrait soulever une U.   S. centime avec des pointeurs laser, mais cela nécessiterait environ 30 milliards de 1 MW pointeurs laser.   Toutefois, applications à l'échelle nanométrique tels que NEMS, l'effet de la pression de lumière est plus importante, et d'exploiter une légère pression à conduire mécanismes NEMS et inverser les commutateurs physiques à l'échelle nanométrique dans les circuits intégrés est un domaine de recherche actif.

A plus grande échelle, une légère pression peut provoquer des astéroïdes à tourner de plus, agissant sur leurs formes irrégulières que sur les aubes d'un moulin à vent.   La possibilité de faire voiles solaires qui accélérer vaisseaux spatiaux dans l'espace est également à l'étude.

Bien que le mouvement de la Crookes radiomètre a été initialement attribuée à une légère pression, cette interprétation est erronée; la rotation Crookes caractéristique est le résultat d'un vide partiel. Cela ne devrait pas être confondu avec le Nichols radiomètre, dans lequel la (légère) mouvement causé par couple (mais pas assez pour une rotation complète contre les frottements) est directement causée par une légère pression.

Théories historiques sur la lumière, dans l'ordre chronologique

Grèce classique et de l'hellénisme

Dans le cinquième siècle avant JC, Empédocle postule que tout était composé de quatre éléments; feu, l'air, la terre et l'eau. Il a estimé que Aphrodite fait l'œil humain des quatre éléments et qu'elle a allumé le feu dans les yeux qui brillait à partir de la décision de l'œil de vue possible. Si cela était vrai, alors on pourrait voir pendant la nuit aussi bien que pendant la journée, de sorte Empédocle postule une interaction entre les rayons des yeux et des rayons d'une source comme le soleil.

Dans environ 300 avant JC, Euclide a écrit Optica, où il a étudié les propriétés de la lumière. Euclid postulé que la lumière a voyagé dans les lignes droites et il a décrit les lois de la réflexion et les étudia mathématiquement. Il se interroge sur ce spectacle est le résultat d'un faisceau de l'œil, car il demande comment on voit les étoiles immédiatement, si l'on ferme les yeux, puis les ouvre le soir. Bien sûr, si le faisceau issu de l'oeil se déplace infiniment rapide ce ne est pas un problème.

En 55 avant JC, Lucrèce, un Romain qui a porté sur les idées de l'heure grecque atomistes, a écrit:

"La lumière et la chaleur du soleil; ceux-ci sont composés d'atomes de minutes qui, quand ils sont poussés hors, ne pas perdre de temps dans la prise de vue juste en face de l'espace intermédiaire d'air dans le sens imparti par le shove." - Sur la nature de l'Univers

En dépit d'être semblable aux théories de particules plus tard, le point de vue de Lucrèce ne sont généralement pas acceptés.

Ptolémée (c. 2e siècle) a écrit au sujet de la réfraction de la lumière dans ses Optique de livres.

Inde classique

En Inde ancienne, le Écoles hindoues de Samkhya et Vaisheshika, de partout dans le premiers siècles CE développé des théories sur la lumière. Selon l'école Samkhya, la lumière est l'un des cinq éléments fondamentaux «subtiles» (de Tanmatra), dont émergent les éléments bruts. Le atomicité de ces éléments ne est pas spécifiquement mentionné et il semble qu'ils ont été effectivement prises pour être continu.

D'autre part, l'école donne une Vaisheshika théorie atomique du monde physique sur le terrain non-atomique l'éther, l'espace et le temps. (Voir Atomisme Indien.) Les atomes de base sont celles de la terre (prthivi), l'eau (pani), le feu (agni), et de l'air (vayu) Les rayons lumineux sont considérées comme un flux de haute vitesse de Tejas (le feu) atomes. Les particules de lumière peuvent présenter des caractéristiques différentes en fonction de la vitesse et les arrangements des atomes de Tejas. Le Vishnu Purana se réfère à la lumière du soleil comme «les sept rayons du soleil".

Les indiens bouddhistes , tels que Dignaga dans le 5ème siècle et Dharmakirti au 7ème siècle, a développé un type de l'atomisme qui est une philosophie de la réalité étant composé d'entités atomiques qui sont clignote momentanées de lumière ou d'énergie. Ils ont regardé la lumière comme étant une entité équivalente à l'énergie atomique.

Descartes

René Descartes (1596-1650) a jugé que la lumière était une propriété mécanique du corps lumineux, rejetant les «formes» de Ibn al-Haytham et Witelo ainsi que les "espèces" de Bacon, Grosseteste et Kepler . En 1637, il a publié une théorie de la réfraction de la lumière qui est supposé, à tort, que la lumière voyage plus vite dans un milieu plus dense que dans un milieu moins dense. Descartes est arrivé à cette conclusion par analogie avec le comportement de son vagues. Bien que Descartes était incorrecte sur les vitesses relatives, il a eu raison de supposer que la lumière se est comporté comme une vague et en concluant que la réfraction pourrait se expliquer par la vitesse de la lumière dans différents médias.

Descartes ne est pas le premier à utiliser les analogies mécaniques mais parce qu'il affirme clairement que la lumière ne est une propriété mécanique du corps lumineux et le moyen de transmission, la théorie de Descartes de la lumière est considérée comme le début de l'optique physique moderne.

théorie des particules

Pierre Gassendi.

Pierre Gassendi (1592-1655), atomiste, a proposé une théorie de la lumière de particules qui a été publié à titre posthume en 1660. Isaac Newton a étudié le travail de Gassendi à un âge précoce, et a préféré son point de vue à la théorie de Descartes du plénum. Il a déclaré dans son hypothèse de la Lumière de 1675 que la lumière était composée de corpuscules (particules de matière) qui ont été émis dans toutes les directions provenant d'une source. Un des arguments de Newton contre la nature ondulatoire de la lumière, ce est que les vagues étaient connus pour plier autour des obstacles, tandis que la lumière a voyagé que dans les lignes droites. Il n'a, cependant, expliquer le phénomène de la diffraction de la lumière (qui avait été observé par Francesco Grimaldi) en permettant qu'une particule de lumière pourrait créer une vague localisée dans le éther.

La théorie de Newton peut être utilisée pour prédire la réflexion de la lumière, mais ne pouvait expliquer réfraction en supposant à tort que la lumière se est accélérée en entrant dans un dense moyenne parce que la gravitation traction était plus grande. Newton a publié la version finale de sa théorie dans son Opticks de 1704. Sa réputation aidé la théorie corpusculaire de la lumière à dominer pendant le 18ème siècle. La théorie corpusculaire de la lumière conduit Laplace faire valoir qu'un organisme pourrait être si massive que la lumière ne pouvait pas y échapper. En d'autres termes, il serait devenu ce qu'on appelle maintenant un trou noir . Laplace retire sa suggestion plus tard, après une théorie ondulatoire de la lumière se est fermement établi comme le modèle pour la lumière (comme cela a été expliqué, ni une particule ou la théorie de la vague est tout à fait correcte). Une traduction de l'essai de Newton sur la lumière apparaît dans la structure à grande échelle de l'espace-temps, par Stephen Hawking et George FR Ellis.

Wave Theory

Pour expliquer l'origine de couleurs, Robert Hooke (1635-1703) a développé une «théorie de l'impulsion" et comparé la propagation de la lumière à celui des vagues dans l'eau dans son 1665 Micrographia ("Observation XI"). En 1672, Hooke suggéré que les vibrations lumineuses pourraient être perpendiculaires à la direction de propagation. Christiaan Huygens (1629-1695) a élaboré une théorie ondulatoire de la lumière mathématique en 1678, et l'a publié dans son Traité sur la lumière en 1690. Il a proposé que la lumière a été émise dans toutes les directions comme une série de vagues dans un milieu appelé l' éther lumineux . Comme les vagues ne sont pas affectés par la gravité, on a supposé que ils ont ralenti en entrant dans un milieu plus dense.

L'esquisse de Thomas Young, de l'expérience de deux montrant la fente diffraction de la lumière. Les expériences de jeunes pris en charge la théorie que la lumière est constituée d'ondes.

La théorie de l'onde prédit que les ondes lumineuses peuvent interférer les uns avec les autres comme sonores vagues (comme indiqué en 1800 par Thomas Young), et que la lumière pourrait être polarisée, se il se agissait d'un onde transversale. Jeune montré au moyen d'un expérience de diffraction que la lumière se comportait comme des vagues. Il a également proposé que les différentes couleurs ont été causés par différents longueurs d'onde de la lumière, et expliqué la vision des couleurs en termes de récepteurs tricolores dans l'œil.

Un autre partisan de la théorie de l'onde était Leonhard Euler . Il a fait valoir en Nouvelle theoria lucis et Colorum (1746) qui diffraction pourrait plus facilement se expliquer par une théorie ondulatoire.

Plus tard, Augustin Fresnel indépendamment élaboré sa propre théorie ondulatoire de la lumière, et l'a présenté à la Académie des Sciences en 1817. Siméon Denis Poisson ajouté à travail mathématique de Fresnel pour produire un argument convaincant en faveur de la théorie de l'onde, aidant à renverser théorie corpusculaire de Newton. En l'an 1821, Fresnel a pu montrer par des méthodes mathématiques que la polarisation pourrait se expliquer que par la théorie ondulatoire de la lumière et seulement si la lumière était entièrement transversale, sans vibration longitudinale que ce soit.

La faiblesse de la théorie de la vague a été que les ondes lumineuses, comme les ondes sonores, auraient besoin d'un support pour la transmission. L'existence de la substance hypothétique éther luminifère proposé par Huygens en 1678 a été jeté dans une forte doute dans la fin du XIXe siècle par le Expérience de Michelson-Morley.

Théorie corpusculaire de Newton implique que la lumière serait voyager plus vite dans un milieu plus dense, alors que la théorie ondulatoire de Huygens et autres implique le contraire. A cette époque, la vitesse de la lumière ne pouvait pas être mesurée avec une précision suffisante pour décider que la théorie était correcte. Le premier à faire une mesure suffisamment précise était Léon Foucault, en 1850. Son résultat a soutenu la théorie de l'onde, et la théorie des particules classique a été finalement abandonné, pour partie réapparaître dans le 20e siècle.

Théorie des quanta

En 1900, Max Planck , tentant d'expliquer rayonnement du corps noir a suggéré que, bien que la lumière était une onde, ces ondes pourraient gagnent ou perdent de l'énergie que dans des quantités limitées liées à leur fréquence. Planck a appelé ces "morceaux" de l'énergie lumineuse "quanta" (à partir d'un mot latin pour «combien." En 1905, Albert Einstein utilisé l'idée de quanta de lumière pour expliquer la effet photoélectrique, et a suggéré que ces quanta de lumière avait une existence «réelle». En 1923, Arthur Compton houx a montré que le changement de longueur d'onde observée lorsque les rayons X à faible intensité diffusée à partir d'électrons (dits Diffusion Compton) pourrait se expliquer par une particule théorie des rayons X, mais pas une théorie ondulatoire. En 1926, Gilbert N. Lewis nommé ces liqht particules quanta photons .

Finalement, la théorie moderne des quantique mécanique quantique est venu d'imaginer lumière (en quelque sorte) à la fois une particule et une onde, et (dans un autre sens), comme un phénomène qui ne est ni une particule, ni une vague (qui sont en fait des phénomènes macroscopiques, tels que des balles de baseball ou vagues de l'océan). Au lieu de cela, la physique moderne voit la lumière comme quelque chose qui peut être décrit parfois avec les mathématiques appropriée à un type de métaphore macroscopique (particules), et parfois une autre métaphore macroscopique (waves), mais est en fait quelque chose qui ne peut pas être entièrement imaginé. Comme dans le cas des ondes radio et les rayons X impliqués dans la diffusion Compton, les physiciens ont noté que le rayonnement électromagnétique a tendance à se comporter davantage comme une vague classique à des fréquences plus basses, mais plus comme une particule classique à des fréquences plus élevées, mais ne perd jamais complètement toute qualités de l'un ou l'autre. La lumière visible, qui occupe un terrain d'entente en fréquence, peut être facilement démontré dans des expériences d'être descriptible en utilisant soit un modèle d'onde ou une particule, ou parfois les deux.

La théorie électromagnétique explication pour tous les types de la lumière visible et tout le rayonnement EM

Un polarisée linéairement onde lumineuse figée dans le temps et montrant les deux composants oscillants de lumière; un champ électrique et un champ magnétique perpendiculaires entre eux et à la direction de déplacement (a onde transversale).

En 1845, Michael Faraday a découvert que le plan de polarisation de la lumière polarisée linéairement est tourné, lorsque les rayons lumineux se déplacent le long de la direction du champ magnétique en présence d'un transparent diélectrique, un effet maintenant connu comme Rotation de Faraday. Ce était la première preuve que la lumière a été liée à l'électromagnétisme . En 1846, il a spéculé que la lumière pourrait être une certaine forme de perturbation se propageant le long des lignes de champ magnétique. Faraday a proposé, en 1847, que la lumière est une vibration électromagnétique à haute fréquence, ce qui pourrait propager même en l'absence d'un milieu tel que l'éther.

Le travail de Faraday inspiré James Clerk Maxwell pour étudier le rayonnement électromagnétique et de la lumière. Maxwell a découvert que les ondes électromagnétiques auto-propagation seraient voyager dans l'espace à une vitesse constante, qui se trouvait être égale à la vitesse de la lumière mesurée précédemment. De cela, Maxwell a conclu que la lumière était une forme de rayonnement électromagnétique: il a d'abord déclaré ce résultat en 1862 sur les lignes en physique de la force. En 1873, il a publié Un Traité sur l'électricité et le magnétisme, qui contenait une description mathématique complète du comportement des champs électriques et magnétiques, encore connu sous le nom des équations de Maxwell . Peu après, Heinrich Hertz a confirmé la théorie de Maxwell expérimentalement par génération et de détection de radio ondes dans le laboratoire, et de démontrer que ces ondes se sont comportés exactement comme la lumière visible, présentant des propriétés telles que la réflexion, réfraction, la diffraction et les interférences. La théorie de Maxwell et les expériences de Hertz conduit directement au développement de la radio moderne, radar, la télévision, l'imagerie électromagnétique, et les communications sans fil.

Dans la théorie quantique, les photons sont considérés comme paquets d'ondes des ondes décrits dans la théorie classique de Maxwell. La théorie quantique était nécessaire pour expliquer les effets, même avec la lumière visible que la théorie classique de Maxwell ne pouvait pas (comme raies spectrales).