Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm.[1] Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. [2][3]

Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern. Cahaya mempunyai 4 besaran dalam optika klasik:

* Intensitas
* Frekuensi atau panjang gelombang
* Polarisasi
* Fasa

dengan sifat optik geometris:

* Refleksi
* Refraksi

dan sifat optik fisis:

* Interferensi
* Difraksi
* Dispersi
* Polarisasi

Optika klasik
Light propagates through space as a wave with amplitude, wavelength, frequency, and speed that depend on how it was emitted and on the medium through which it travels.

Pada era sebelum optika kuantum-mekanik, cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang tercipta dari medan magnet dan osilasi medan listrik. Kedua medan ini secara kontinu saling menciptakan seiring gelombang cahaya yang merambat menembus ruang dan bergetar dalam waktu.[4]

Frekuensi gelombang cahaya ditentukan oleh periode osilasi yang merupakan panjang gelombang tersebut, seyogyanya tidak berubah saat merambat melalui berbagai medium, hanya kecepatan gelombang yang bergantung pada jenis mediumnya. Persamaan yang digunakan:

v=\lambda\,f

dimana:

* v adalah kecepatan gelombang
* λ adalah panjang gelombang
* f adalah frekuensi

Pada frekuensi yang konstan, perubahan kecepatan gelombang cahaya akan berpengaruh pada panjang gelombangnya.[5]

Rasio antara kecepatan gelombang cahaya pada ruang hampa dan kecepatan gelombang cahaya pada suatu medium disebut index of refraction dengan persamaan:

n=\frac {c} {v}

di mana:

* c adalah kecepatan gelombang cahaya pada ruang hampa berupa konstanta fisika bernilai 299,792,458 meter/detik.[6]
* v adalah kecepatan gelombang cahaya pada medium tertentu
* n adalah index of refraction atau indeks bias, bernilai n=1 dalam ruang hampa dan n>1 di dalam medium. Medium yang lebih padat seperti kaca dan air mempunyai indeks bias sekitar 1,3 hingga 1,5. Indeks bias berlian berkisar antara 2,4