Fényhullámoknál

Fényhullámoknál az elektromos és mágneses tér oszcillál, és transzverzális módon terjednek. A fényhullámok vákuumban a teljes elektromágneses spektrumban közlekednek, a terjedési sebesség c körülbelül 3,0×10^8 m/s. Energia- és impulzusviselkedésük Maxwell-egyenletekből következik, a Poynting-tér S = E × B / μ0 adja az energiaáramlást és a fény intenzitását.

Az anyagi közegben a fény sebessége és hullámhossza módosul: az index n határozza meg a v = c/n értéket, a közegben mért hullámhossz λ = λ0/n rövidebb lesz. Diszperzió esetén az egyes frekvenciák különböző módon haladnak, ami színszórást és kismértékű időbeli késést eredményezhet. A Snell-contrastalás és a total internal reflection a fény törésével és képének élességével kapcsolatos jelenségek.

Interferencia és diffrakció a hullámtulajdonságok közvetlen következménye: a hullámok összevetése konstruktív vagy destruktív interferenciát hoz létre, például Young kísérletében. A diffrakció lehetővé teszi az apró nyílásokon való átjutást és korlátozza a felbontást; a gyakorlatban a rések és diffrakciós rácsok szimbolikus eszközök az optikai rendszerek tervezésében.

Polarizáció: az E-tér iránya szabályozható. Lineáris, körkörös és elliptikus polarizáció létezik; polárszűrők, tükrök és birefringens anyagok segítségével kezelhető a fény állapota.

Kvantumoldalról a fény fotonokból álló kvantum-mezőként is értelmezhető: energia E = hf és impulzus p = h/λ. A hullám- és részecskejelleg összefonódása a kvantumoptika alapelve. A fényhullámok vizsgálata nélkülözhetetlen a modern optikában és technológiában.