Une onde électromagnétique visible à l'œil humain, caractérisée par sa longueur d'onde et sa fréquence.La lumière est une onde électromagnétique visible à l'œil humain, dont les longueurs d'onde s'étendent d'environ 380 à 750 nanomètres. C'est une oscillation auto-propagée des champs électrique et magnétique qui se déplace à la vitesse de la lumière dans le vide (299 792 458 mètres par seconde). La lumière présente à la fois des propriétés ondulatoires et corpusculaires, décrites par la mécanique quantique comme des photons. Sa longueur d'onde détermine sa couleur perçue, du violet pour les longueurs d'onde courtes au rouge pour les longues, et sa fréquence est directement liée à son énergie.
La théorie ondulatoire de la lumière a été établie par Christian Huygens au XVIIe siècle et affinée par l'expérience des fentes de Young en 1801. James Clerk Maxwell a unifié l'électricité et le magnétisme dans les années 1860, montrant que la lumière est une onde électromagnétique. La nature quantique a été introduite par Max Planck en 1900 et Albert Einstein en 1905 avec le concept de photon.
La lumière est produite lorsque des particules chargées, généralement des électrons, passent d'un niveau d'énergie à un autre dans les atomes ou oscillent dans un matériau. L'onde se propage comme une oscillation transversale du champ électromagnétique, avec les composantes électrique et magnétique perpendiculaires entre elles et à la direction de propagation. Lorsque la lumière interagit avec la matière, elle peut être absorbée, réfléchie, réfractée ou diffusée, selon les propriétés du matériau et la longueur d'onde de la lumière. La nature ondulatoire explique des phénomènes comme les interférences et la diffraction, tandis que la nature corpusculaire explique l'effet photoélectrique et l'énergie discrète des photons.
La lumière est fondamentale pour des technologies telles que les communications par fibre optique, les lasers, la photographie, les cellules solaires et la microscopie optique, ainsi que pour notre sens de la vision.
La vitesse de la lumière est si fondamentale qu'elle définit le mètre — le mètre est désormais officiellement défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 de seconde.
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