التولفة بين الموجات الكهرومغناطيسية والجسيمات

الموجة الكهرومغناطيسية  هي نموذج يستخدم لتمثيل الإشعاع الكهرومغناطيسي.
لكن يجب التفرقة بين الإشعاع الكهرومغناطيسي وهو الظاهرة التي يراد دراستها والموجة الكهرومغناطيسية وهي احدى تمثيلات الإشعاع الكهرومغناطيسي، كما يوجد تمثيل آخر كمي يأخذ بعين الإعتبار الجسيمات ويبرز وجود الفوتون.
الموجة الضوئية هو عبارة عن موجة كهرمغنطيسية    لها طول موجي يقابل الطيف المرئي ، أي تقريبًا بين الأطوال الموجية 400 و 800 نانومتر، والتي تقابل طاقات الفوتون من 1.5 إلى 3 إلكترون فولت.

لمحة تاريخية

النظرية الموجية للضوء تم تطويرها بشكل رئيسي من قبل كريستيان هوغنس خلال سنوات 1670، ثم من قبل أوغستان-جان فرينل، وقد عارضت هذه النظرية نظرية الجسيمات الضوئية، التي دافع عنها اسحق نيوتن.  كما عمل  كريستيان هوغنس أساسا على قوانين الانعكاس و الانكسار، و وضع أوغستان-جان فرينل مفاهيم تداخل الموجات والطول الموجي. إن تصميم الضوء كموجة  مكّن الفيزيائيين من  تخيل وسيلة انتشار، الأثير.
إن التقدم النظري العملاق تمثل في تأليف القوانين الكهرومغناطيسية من قبل جيمس كلارك ماكسويل ،  وقد مكّنت معادلات ماكسويل من توقع وجود موجات كهرومغناطيسية ، وسرعة الضوء، وبالتالي سمح بفرضية أن الضوء هو موجة كهرمغنطيسية.
وقد تم اكتشاف موجات الراديو ،ذات التردد المنخفض و الطول الموجي الطويل ، في نهاية القرن التاسع عشر مع أعمال ألكساندر بوبوف و هاينريش هيرتز و إدوارد برانلي  و نيكولا تيسلا. كما تم اكتشاف الأشعة السينية ، ذات التردد العالي والطول الموجي المنخفض ، من قبل فيلهلم كونراد رونتغن في عام 1895. ثم تم حل مشكلة إشعاع الجسم الأسود من قبل ماكس بلانك في عام 1901 ، عن طريق إدخال ثابت بلانك والانقطاعات التي أوضحها  ألبرت آينشتاين  في عام 1905 ، في عمله على  التأثير الكهروضوئي ، من خلال اقتراح وجود كمات الطاقة.  هذه كمات أوالكوانتا هي أساس الفرضية لنموذج الفوتون ، وهو توليفة بين الطرق الموجية والجسيمية للضوء   ، مما يعطي فكرة تعميم لكل المادة: ميكانيكا الكم.

ب‌. السلوك الموجي

الإنتشار : في وسط متجانس وله توحد الخواص ، تنتشر الموجة الكهرومغناطيسية في خط مستقيم. أما عندما تواجه عقبة  نحصل على حيود. و عندما يكون هناك تغيير في الوسط نحصل على انعكاس وانكسار ، ونحصل أيضا على انكسار إذا تغيرت خصائص الوسط (عدم التجانس). انظر أيضا مبدأ هيجينز فريسنل.
انعكاس : أثناء تغيير وسط الانتشار ، يعود جزء من الموجة الكهرومغناطيسية إلى الوسط الأصلي هو الانعكاس. إن أفضل حالات الانعكاس المعروفة هي المرآة ، ولكنها تتعلق أيضاً بالأشعة السينية (مرايا الأشعة السينية) والموجات الراديوية: الانعكاس على الأيونوسفير لموجات ميغاهيرتز ، الهوائي المكافئ ، الانعكاس على القمر.
الانكسار : أثناء تغيير وسط الانتشار ، إذا كان الوسيط الثاني شفافًا للموجة ، فإنه ينتشر من خلال اتجاه مختلف. هذا يتعلق بالضوء (عدسة (بصريات)، سراب) ، ولكن يحصل هذا أيضا لموجات الراديو (انكسار HF في الأيونوسفير).
التشتت : عندما تتصادم موجة مع ذرة فإنها تغير اتجاهها و تنتشر. نجد عدة أنواع من التشتت، وهو تشتت رايلي المعروف باسم الانتشار الإلكتروني  والذي لا تغيّر فيه الموجة طولها الموجي ، و تشتت رامان وهو الانتشار الالكتروني مع انخفاض أو زيادة الطول الموجي، و تشتت كومبتون في حالة تشتت الأشعة السينية على ذرات خفيفة حيث يزداد طول الموجة.
التداخل : مثل جميع الموجات ، يمكن أن تتداخل الموجات الكهرومغناطيسية. في حالة الاتصالات الراديوية  مما يتسبب هذا في تداخل الإشارات (انظر أيضاً نسبة الإشارة على الضوضاء).
الحيود : يسمى تداخل الموجات المبعثرة الحيود، ويتم دراستعا في الانعراج من خلال شق،شقوق يونغ، مقضب الحيود، علم البلورات بالأشعة السينية، الفضاء المتبادل.
تدفق الطاقة : يتم إعطاء تدفق الطاقة عبر سطح معين بواسطة تدفق سهم التوجيه جون هنري بوينتنج.