Termillä “valo” voidaan viitata näkyvään valoon, joka on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus voidaan havaita ihmissilmin, tai yleisemmin minkä tahansa aallonpituuden sähkömagneettiseen säteilyyn. Kaikilla sähkömagneettisilla säteilyillä on monia erilaisia valon ominaisuuksia, mukaan lukien sen nopeus tyhjiössä, heijastuskyky ja aaltomainen käyttäytyminen useimmissa tilanteissa. Erilaiset valon aallot voivat tuoda esiin valon eri ominaisuuksia. Tällaisia vaihtelevia ominaisuuksia ovat aallonpituus, taajuus, intensiteetti ja polarisaatio. Valon kvanttimekaaniset ominaisuudet ovat erityisen kiinnostavia fysiikassa ja kemiassa ja perustuvat siihen, että valo toimii sekä aallona että hiukkasena.
Valon eri ominaisuuksia voidaan käyttää kuvaamaan ja luokittelemaan mitä tahansa sähkömagneettisen säteilyn aaltoa. Valon aallonpituus kuvaa aallon kahden huipun välistä etäisyyttä tai aallon toistuvien osien välistä etäisyyttä. Taajuus kuvaa toistojen määrää tietyn ajanjakson aikana. Muita valo -ominaisuuksia, kuten voimakkuutta ja polarisaatiota, voidaan käyttää myös tiettyjen valoaaltojen luokitteluun.
Valo kulkee tyhjiön läpi nopeudella 186,282 299,792,458 mailia sekunnissa (noin XNUMX XNUMX XNUMX metriä sekunnissa). Tätä nopeutta kutsutaan ”valon nopeudeksi” ja se on äärimmäisen tärkeä fysiikassa monista syistä, mukaan lukien sen paikka Einsteinin erityis suhteellisuusteoriassa. Teorian mukaan ”valon nopeus tyhjiössä on sama kaikille tarkkailijoille heidän liikkeestään tai valonlähteen liikkeestä riippumatta”. Siten lähes valonnopeudella liikkuvasta valonlähteestä lähetetty valo kulkee samalla nopeudella kuin liikkumattoman valonlähteen lähettämä valo. Erityinen suhteellisuusteoria johtaa ilmiöihin, kuten ajan laajentumiseen, pituuden supistumiseen ja ajatukseen, että suurin nopeus on välttämättä rajallinen.
Valon kvanttimekaaniset ominaisuudet liittyvät enimmäkseen aaltohiukkasten kaksinaisuuteen-siihen, että valo käyttäytyy eri aikoina kuin aalto ja hiukkanen. Kokeet ovat osoittaneet aaltomaisia valon ominaisuuksia, kuten häiriöitä, polarisaatiota ja diffraktiota. “Valosähköisen vaikutuksen” osoittava koe osoitti kuitenkin, että valolla on myös hiukkasmaisia ominaisuuksia, joita jokin täysin aaltomainen ei voinut osoittaa. Valon perushiukkanen tunnetaan nimellä “fotoni”, joka määritellään yhdeksi valokvantiksi tai pienimmäksi fyysiseksi “valomääräksi”, joka voi esiintyä yhdessä yksikössä.