рення світла в матеріальних середовищах, хвилева Оптика не змогла задовільно пояснити процеси його випускання і поглинання. Дослідження цих процесів (фотоефекту, фотохімічних перетворень молекул, закономірностей спектрів оптичних і пр.) і загальні термодинамічні міркування про взаємодію електромагнітного поля з речовиною привели до висновку, що елементарна система (атом, молекула) може віддавати енергію електромагнітному полю (або, навпаки, отримувати її від нього) лише дискретними порціями (квантами), пропорційними частоті випромінювання n (див. Випромінювання). Тому світловому електромагнітному необхідно зіставити потік квантів світла - фотонів, розповсюджуються у вакуумі зі швидкістю світла з = 2,99 В· 109 см/сек. Фотони мають енергією hn, імпульсом з абсолютною величиною hn/c і масою hn/c2 (їх маса спокою дорівнює нулю, см. Маса), а також спіном h/2p; тут h = 6,65 В· 1027 ерг/сек - Планка постійна. У простому випадку енергія, що втрачається або купується ізольованою квантовою системою при взаємодії з оптичним випромінюванням, дорівнює енергії фотона, а в більш складному - сумі або різниці енергій декількох фотонів (див. Багатофотонні процеси). Явища, в яких при взаємодії світла і речовини істотні квантові властивості елементарних систем, розглядаються квантової Оптика методами, розвиненими в квантовій механіці і квантовій електродинаміці, а оптичні явища, не пов'язані із зміною власних станів квантових систем (наприклад, тиск світла, Доплера ефект), можуть трактуватися в рамках як класичних хвильових, так і фотонних уявлень.
Двоїстість природи світла (наявність одночасно характерних рис, властивих і хвилям, і часткам) - приватна прояв корпускулярно-хвильового дуалізму, властивого, згідно квантової теорії, усім об'єктам мікросвіту (наприклад, електронам, протонам, атомам). Історично концепція корпускулярно-хвильового дуалізму, вперше сформульована саме для оптичного випромінювання, остаточно утвердилася після виявлення хвильових властивостей у матеріальних часток (див. Дифракція часток) і лише через якийсь час була експериментально підтверджена для сусіднього з оптичним діапазону електромагнітного випромінювання - радіовипромінювання (квантова електроніка, квантова радіофізика). Відкриття квантових явищ в радіодіапазоні багато в чому стерло різкий кордон між радіофізикою та Оптика Спочатку в радіофізики, а потім у фізичній Оптика сформувався новий напрямок, пов'язане з генеруванням вимушеного випромінювання і створенням квантових підсилювачів і квантових генераторів випромінювання (мазерів і лазерів). У відміну від неврегульованого світлового поля звичайних (теплових і люмінесцентних) джерел, випромінювання лазерів в результаті управління полем актами випускання входять до них елементарних систем характеризується впорядкованістю (когерентністю). Воно відрізняється високоюмонохроматичністю (Dn/n ~ 10-13, див Монохроматичне світло), гранично малій (аж до дифракційної) расходимостью пучка і при фокусуванні дозволяє о...
