La luce è un’onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto. L’insieme dei colori che formano la luce visibile è chiamato spettro e l’intervallo di frequenze campo visibile. Tutti i corpi in grado di emettere onde elettromagnetiche sono una sorgente di luce. La propagazione della luce è rettilinea, è per questo che si parla di raggi luminosi.

La disputa sulla natura della luce è stata caratterizzata da numerosi rovesciamenti di fronte a partire dalla teoria di Newton, pietra miliare della meccanica classica, la quale sosteneva che la luce fosse costituita da un flusso di corpuscoli, fino a Huygens e Young, che invece ne dimostrarono la natura ondulatoria. In seguito Maxwell diede poi la veste teorica a queste interpretazioni, incorporando la luce nella sua teoria del campo elettromagnetico.

Venne formulata da Christiaan Huygens nel La luce veniva vista come un'onda che si propaga, analogamente alle onde del mare o a quelle acustiche, in un mezzo, chiamato etere. L'etere si supponeva pervadere tutto l'universo ed essere formato da microscopiche particelle elastiche. La teoria ondulatoria della luce permetteva di spiegare, anche se in maniera matematicamente complessa, un gran numero di fenomeni, oltre alla riflessione ed alla rifrazione.

Ma decenni dopo l’apparente vittoria dell’ipotesi ondulatoria, la scoperta dell’effetto fotoelettrico riaprì le ostilità e Einstein, non ancora noto per i successivi lavori sulla struttura dello spazio e del tempo, fornì una meravigliosa teoria dell’assorbimento ed emissione della luce, ipotizzandone la natura corpuscolare, ed introducendo il concetto di particella di luce o granulo di energia (fotone).

In fisica dello stato solido l'effetto fotoelettrico è il fenomeno fisico caratterizzato dall'emissione di elettroni da una superficie, solitamente metallica, quando questa viene colpita da una radiazione elettromagnetica, ossia da fotoni aventi una certa lunghezza d'onda. Tale proprietà evidenzia esclusivamente la natura corpuscolare della luce. Radiazioni elettromagneticheElettroni emessi

Come comprese Einstein, riprendendo la teoria di Planck, l'effetto fotoelettrico evidenzia la natura quantistica della luce. Nella radiazione elettromagnetica, l'energia non è distribuita in modo uniforme sull'intero fronte dell'onda ma è concentrata in singoli quanti (pacchetti discreti) di energia, i fotoni, e ogni fotone interagisce singolarmente con un elettrone, al quale cede la sua energia. Affinché ciò si verifichi è necessario che il fotone abbia un'energia sufficiente a rompere il legame elettrico che tiene legato l'elettrone all'atomo. Questa “soglia minima” di energia del fotone si determina in base alla relazione di Einstein:Planck Energia Costante di Planck = Frequenza Velocità della luce Lunghezza d’onda

In fisica la diffrazione è un fenomeno associato alla deviazione della traiettoria di propagazione delle onde (come anche la riflessione, la rifrazione, la diffusione o l'interferenza) quando queste incontrano un ostacolo sul loro cammino. È tipica di ogni genere di onda, come il suono, le onde sulla superficie dell'acqua o le onde elettromagnetiche come la luce o le onde radio. Gli effetti di diffrazione sono rilevanti quando la lunghezza d'onda è comparabile con la dimensione dell'ostacolo. In particolare per la luce visibile (lunghezza d'onda attorno a 0,5 µm) si hanno fenomeni di diffrazione quando essa interagisce con oggetti di dimensione sub-millimetrica.

Fenomeni di diffrazione possono essere osservati quotidianamente, in particolare quelli che interessano la luce: per esempio, le tracce incise sulla superficie di un CD o di un DVD agiscono come un reticolo di diffrazione, creando il familiare effetto arcobaleno. In natura, si possono osservare colori cangianti dovuti a diffrazioni interferenziali, come quelli delle piume del pavone, o della corazza di alcuni coleotteri, o delle ali di molte farfalle, che sono colorate grazie all'interferenza delle onde diffratte da parte di microscopiche scaglie disposte regolarmente.