Optyka kwantowa

Optyka kwantowa jest dziedziną fizyki, zajmującą się zjawiskami związanymi ze światłem, których nie można wytłumaczyć w oparciu o teorię falową (np. zjawisko fotoelektryczne, czy efekt Comptona). Optyka kwantowa traktuje światło jako proces rozchodzenia się pewnych porcji energii (kwantów) zwanych fotonami, co wskazuje na „ziarnistość” budowy światła.

Podstawy teoretyczne optyki kwantowej zostały stworzone przez Maxa Plancka, który 1899 roku stworzył poprawny model promieniowania cieplnego ciała doskonale czarnego, w którym założył, że wymiana energii pomiędzy światłem a materią odbywa się w sposób nieciągły (dyskretny). Teoria Plancka została rozszerzona przez Alberta Einsteina, który wyjaśnił efekt nieciągłości wymiany energii poprzez istnienie cząsteczek światła, czyli fotonów.

Optyka kwantowa nie neguje praw optyki falowej, gdyż światło jest zarówno strumieniem cząstek, jak i falą elektromagnetyczną. Pewne zjawiska takie jak np. dyfrakcja i interferencja mogą być wyjaśnione tylko na gruncie optyki falowej. Natomiast np. zjawisko fotoelektryczne można wyjaśnić tylko przy założeniu, że światło ma naturę cząsteczkową. Ta dwoistość natury światła nosi nazwę dualizmu korpuskularno-falowego.