La lumière
Après des siècles d'hésitations entre modèle corpusculaire (Newton) et ondulatoire, il était admis que la théorie ondulatoire, initiée par Huygens (1629-1695) au dix septième siècle puis par Fresnel (1788-1827) au dix huitième siècle, offrait le moyen de décrire parfaitement les rayons lumineux, visibles et invisibles. Les équations de Maxwell (1831-1879), établies au milieu du dix neuvième siècle, associaient la lumière à l'oscillation du champ électromagnétique dans le temps et l'espace :
\(\mathbf{{\overrightarrow E=f(\overrightarrow r,t)}}\)
\(\mathbf{\overrightarrow B=g(\overrightarrow r,t)}\)
Christiaan Huygens
La théorie électromagnétique de Maxwell rendait compte parfaitement des propriétés typiques des ondes lumineuses : propagation, polarisation, diffraction, interférences.
Hendrik Antoon Lorentz
Les travaux de Lorentz (1853-1928) expliquaient l'interaction entre la lumière et la matière en montrant que toute particule de charge q en mouvement est susceptible d'interagir avec le champ électromagnétique par la force :
\(\mathrm{\mathbf{\overrightarrow F=q(\overrightarrow E+\overrightarrow{\textrm v}\land\overrightarrow B)}}\)
De plus, si la particule chargée est en mouvement accéléré, elle émet un rayonnement dont l'intensité est proportionnelle au carré de l'accélération.
C'est cependant dans ce domaine de l'interaction matière-rayonnement que l'édifice de la physique du dix neuvième siècle fut remis en question par un certain nombre d'expériences, pour conduire à une reformulation dans un nouveau langage commun pour les ondes lumineuses et les particules matérielles.