Lumenne materiam est?

Numquamne lux materia est, quaestio physica classica, et responsum dependet ex eo quomodo "materiam" definimus. In physica, "materia" saepe refert ad entitatem quae certum spatium occupat et habet massam. Tamen, lux, ut unda electromagnetica, proprietates unicas habet quae eam ab materia in sensu traditivo differunt. Sequitur discussio de natura lucis:

Dualitas undae-particulae lucis

• Volatilitas: Lux volatilitatem ostendit et capax est interferendi et diffracti. Haec phaenomena per theoria undarum explicari possunt.

• Theoria electromagnetica Maxwellei praedixit existentiam undarum electromagneticarum, et lux considerabatur ut unda electromagnetica.

• Proprietas particulae: In experimento effectus photoelectricus, Einstein conceptum quantum luminis (photoni) proposuit, explicans quantificationem energiae luminis. Photones proprietates particulae exhibent, sicut discretam energiam et momentum.

Proprietates photonum

• Nulla massa in quiete: Photones sunt particulae quae nullam massam in quiete habent, sed momentum et energiam habent. Energia photonis proportionalis est suae frequentiae (E=hν, ubi h constantia Plancki est et ν frequentia).

• Celeritas: Celeritas photonum in vacuo celeritas luminis est.c, circa 299,792,458 metra per secundum.

Interactio lucis et materiae

Absorptio et emissio: Materia potest photones absorbere et re-emittere, et haec processus involvunt transferentiam energiae.

Interactio inter photones et materiam legibus mechanicarum quantum obsequitur.

Propagatio lucis:  Cum lux in medio diffunditur, eius celeritas retardabitur, et refractio, reflectio et alia phaenomena occurrere possunt.

Lux ut radiatio electromagnetica

• Unda electromagnetica: Lux est unda electromagnetica composita ex campis electricis et magneticis oscillantibus perpendiculariter ad invicem in directione propagationis.

• Longitudo undae et frequens: Longitudo undae et frequens luminis determinat eius colorem et energiam. Lux visibilis tantum parva pars spectri electromagnetici est.

Diversitas inter lucem et materiam

• Occupatio spatii: Materia in sensu traditivo certum spatium occupat et habet massam. Quamvis photones habeant energiam et momentum, nulla massam in quiete habent nec volumen fixum occupant.

• Massa: Materia massam habet, dum photones nullam massam in quiete habent. Tamen, energia photonum converti potest in massam materiae (sicut per generationem parum particularum).

Conclusion

Lux neque materia in sensu traditivo est neque pura energia. Habet dualitatem undae-particulae et est phenomenon electromagnetica speciale. Quamvis photones sint unitates quantizatae energiae, differunt a quod solemus particulas materiae vocare (sicut electrona, protona, etc.). Itaque, ex physico puncto, lux non est materia in sensu traditivo, sed est ens reale cum energia, momento et potentia ad interactionem cum alia materia.

In physica moderna, lux describitur ut pars campi quantum photonum, quae in aliquibus casibus se habent ut particulae et in aliis ut undae. Haec dualitas principia fundamentalia mechanicarum quantum reflectit.