мини|десно|400п|Електромагнетна спроводливост/одбојност на Земјината атмосфера Електромагнетното зрачење (скрат. „ЕМ зрачење“ или „ЕМЗ“) е вид на енергија која покажува бранови одлики како што патува низ просторот. ЕМЗ има електрични и магнетни компоненти кои осцилираат во фаза нормални едно на друго и нормално на насоката на движење. Електромагнетното зрачење се класификува според честотата (честотата) на бранот. Ако се наредат според зголемување на честотата или намалување на брановата должина, постојат радиобранови, микробранови, инфрацрвено зрачење, видлива светлина, ултравиолетово зрачење, Рендгенски (X) зраци, и гама-зраци. Очите на повеќето организми се чувствителни на мал и променлив дел на честоти кои се нарекуваат видлив спектар. Фотон е квантум на електромагнетните замодејства, основна единица на светлината и сите други видови на ЕМЗ, и исто така е и одговорен за електромагнетната сила. ЕМ зрачењето има и енергија и моментум кои можат да бидат пренесени до материјата со којашто заемодејствуваат. Физика Теорија мини|десно|250п|Бранови должини на три честоти на видливата светлина - црвена, зелена и сина (750, 550 и 450 нм). Џејмс Кларк Максвел е прв кој официјално ги постулирал Електромагнетните бранови. Овие подоцна биле потврдени од страна на Хајнрих Херц. Максвел извел брановидна форма на равенките на електрично и магнетно поле, така што ја открил брановидната природа на електричното и магнетното поле и нивната симетрија. Бидејќи брзината на ЕМ брановите што се добива од равенката на бран се совпага со брзината на светлината, Максвел заклучил дека и светлината е ЕМ бран. Според Максвеловите равекни, електрично поле кое варира со времето генерира магнетно поле кое варира со времето и обратно. Значи, исто како што и осцилаторното електрично поле генерира осцилаторно магнетно поле, магнетното поле пак создава осцилирачко електрично поле и така натаму. Овие осцилаторни полиња заедно формираат електомагнетни бранови. Квантна теорија на замодејството помеѓу електромагнетното зрачење и материјата, на пример електроните, се опишува со теоријата на квантна електродинамика.

Особености thumb|left|350px Електромагнетните бранови можат да се замислат како само движички напречно осцилаторни бранови составени од електрични и магнетни полиња. Овој дијаграм покажува линеарно поларизиран бран кој движи од десно кон лево. Електричното поле е во вертикалната рамнина а магнетното е во хоризонталната. Физиката на електромагнетното зрачење е електродинамика. Електромагнетизам е физича појава поврзана со теоријата на електродинамиката. Електричните и магнетните полиња го почитуваат принципот на суперпозиција. Така, полето настаното поради некоја честичка или електрично поле кое осцилира со време, се надодава на полињата кои се присутни во просторот поради некои други причини. Понатаму, бидејќи тие се векторски полиња, магнетните и електричните полиња морат да се додадат според собирање на вектори. На пример, во оптиката, два или повеќе кохеретни бранови на светлината можат да се сретнат, и со конструктивно или деструктивно мешање да дадат зрачење кое се разликува од збирот на поединечните бранови. Бидејќи светлината е осцилација, таа не е афектирана од патувањето низ статични статични електрични и магнетни полиња во линеарен медиум како што е вакуум. Мегутоа, во нонлинеарни медиуми, како што се некои кристали, можат да се случат замодејства помеѓу светлината и статичните електрични и магнетни полиња – тука спаѓаат Фарадеевиот и Керовиот ефект. Кај прекршувањето (рефракција), бранот кој преминува од едан во друга средина со различна густина ја менува својата брзина и насоката на влегување во новиот медум. Односот на показателите на прекршување на средините го искажува степенот на прекршување , кое е покажано преку Снелов закон. Светлината се разделува во видлив спектар кога ќе наиде на призма бидејќи показателот на прекршување на призмата зависи од брановата должина (дисперзија) ЕМ зрачењето покажува и бранови одлики и одлики на честички во исто време. И двете одлики биле потврдени во голем број на експерименти. Брановите одлики се поочигледни кога ЕМ зрачењето е измерено врз релативно големи временски интервали и големи растојанија додека одликите на честички се поочигледни кога се мерат мали временски интервали и мали растојанија. На пример, кога електромагнетното зрачење се впива во материјата, дискретната природа на светлината ќе биде многу поочигледна ако просечниот број на фотони во коцка со страна долга колку релевантната бранова должина е многу помал од 1. При впивањето на светлината, не е премногу тешко да се види не униформната дистрибуција на енергијата. Поточно кажано, сепак тоа не е доказ за однесувањето на светлината како честички, туку тоа ја покажува квантната природа на материјата. Постојат експерименти во кои и бранови и ефекти на честичната природа на светлината се појавуваат во ист експеримент како што е интерференција на еден фотон. Вистински еден фотон експерименти (во квантнооптичка смисла) можат да се направат денес во лаборатории на додипломско ниво. Кога еден фотон е испратен преку интерферометар, тој проаѓа низ двете патеки, интерферира сам со себе, како што прават брановите, но сепак се детектира со фотомултиплиер или друг детектор само еднаш.

Бранов модел thumb|right Електромагнетното зрачење е попречен бран што значи дека осцилациите на брановие се нормални на насоката на пренос на енергијата и патувањето. Важен аспект на природата на светлината е честотата. Честотата на бранот е стапка на осцилирање, се мери во Херци, која е СИ единица за честота, 1 херц е еднаков на една осцилација во секунда. Светлќната обично имаспектар на честоти кои се собираат и заедно го прават добиениот бран. Различни честоти се подложени на различни агли на прекршување. Брановите од електромагнетниот спектар варираат во големината, од радиобранови поголеми и од зграда, до гама-бранови, помали и од атомското јадро. Честотата е обратнопропорционална на брановата должина според равенката:

Каде што, v е брзината на бранот (во вакуум, или помалку од другите средини), f е честотата и λ е брановата должина. Како што брановите преминуваат од една во друга средина, нивната брзина се менува но нивните честоти остануваат постојани. Интерференција е сложување на два или повеќе бранови што резултира со нова бранова шема. Ако полињата имаат компоненти во иста насока тие интерферираат конструктивно, а ако се во спротивни насоки има деструктивна интерференција. Енергијата во електромагнетните бранови понекогаш се нарекува израчена енергија.

Честичен модел Бидејќи енергијата на ЕМ бранот е квантувана, во овој модел на ЕМ зрачењето, бран се состои од дисктретни пакети на енергијата, кванти, наречени фотони. Честотата на брановите е пропорционална со енергијата на честичките. Бидејќи фотоните се оддаваат и впиваат од наелектризирани честички, тие дејствуваат како преносители на енергија. Енергијата на фотон може да се пресмета од Ајнштајн-Планковата равенка:

Каде што, Е е енергијата, h е Планковата константа, а f е честотата (честотата). Енергијата е најчесто изразена во електронволти. (еВ или eV) Оваа енергија е специјален случај на енергетските нивоа на погенералниот електромагнетен осцилатор,чија просечна енергија, која се користи за да се изведе Планковиот закон за зрачењето, може да се покаже дека се разликува драстично од предвидената теорија на ниска температура, и така го покажува неуспехот на истата поради квантните ефекти на ниска температура. Кога фотонот се впива од страна на атомот, тој го возбудува атомот, и го подигнува електронот на повисоко ниво на енергија. Ако енергијата е доволно голема, така што електронот се издигне на доволно високо ниво на енергија, тој може да избега од привлекувачката сила на јадрото и да се ослободи од атомот во процес наречен фотојонизација. Спротивно на тоа, кога електрон се спушта на пониско ниво на енергија во атомот, оддава фотони од светлината, чија енергија е еднаква на енергетската разлика помеѓу двете нивоа во атомот. Бидејќи енергетските нивоа во атомите се дискретни, секој елемент оддава и впива свои сопствени карактеристични честоти. Заедно, овие ефекти ја објаснуваат спектарот на зрачење и впивање на светлината. Темните предели во впивливиот спектар се должат на атоми во средината кои впиваат различни честоти на светлина. Составот на средината низ која патува светлината ја одредува природата на спектарот на впивање. На пример, темните бандови во светлината оддадена од далечните звезди се долзи на атомите во атмосферата на таа звезда. Овие бендови одговараат на дозволените нивоа на енергија во атомите. Сличен појава се случува и за оддавањето. Како што електроните се спуштаат на пониско ниво на енергија, се оддава спектар кој ги претставува скоковите мегу енергетските ниво на електроните. Ова се манифестира во спектарот на зрачење на маглините во вселената. Денес, научниците ги користат овие појави за да ги наблудуваат елементите од кои се состои одредена звезда. Тоа исто така се користи и за одредување на растојанието на звесдата, користејки го црвеното преместување.

Брзина на движиње Секој електричен полнеж кој се движи со забрзување, или каква било промена на магнетното поле создава електромагнетно зрачење. Електромагнетната информација за полнежот се движи со брзина на светлината. Прецизен третман на овој проблем го вклучува проблемот на изминато време (спротивно од концептот на напредно време кое не дава физички резултати поради принципот на причина) кој се додава на изразите за електродинамичните електрични и магнетни полиња. Овие дополнителни изрази се одговорни за електромагнетното зрачење. Кога некоја жица( или некој друг спроводлив објект како што е антената) врши наизменична струја електромагнетното зрачење се шири на иста честота како и електричната струја. На квантно ниво, електромагнетни зрачења се произведуваат кога бранови пакети од наелектризирани честички осцилираат или забрзуваат на некој начин. Наелектризирани честички во стационарна положба не се движат, носложување на неколку такви состојби може да резултира со осцилација која е одговорна за појавата на зрачен преод помеѓу квантните состојби на наелектризирана честичка. Во зависност од околностите, електромагнетното зрачење може да се однесува како бран или како честичка. Како бран, таа се одликува со брзина (брзината на светлината) бранова должина и честота. Кога се смета како честички таа е позната како фотони, и секој има енергија поврзана со честотата на бранот дадена од страна на Планковата релација Е = hν, каде Е е енергијата на фотон, h = 6,626 × 10 -34 Ј • s е Планковата константа е , и ν е честотата на бранот. Едно правило е секогаш почитувано без оглед на околностите: ЕМ зрачењето во вакуум секогаш патува со брзината на светлината во однос на наблудувачот без оглед на брзината на наблудувачот. (Ова наблудување довело до развиток на теоријата на специјалната релативност од страна на Алберт Ајнштајн). Кога имаме средина (освен вакуум), се земаат предвид брзинскиот фактор или показателот на прекршување, зависно од честотата или примената.

Топлинско зрачење и електромагнетно зрачење во облик на топлина мини|Зрачење на апсолутно црно тело.