The photon é a partícula fundamental da luz visível.
Em alguns aspectos, a luz visível comporta-se como um fenómeno de ondas, mas noutros aspectos actua como um fluxo de partículas submicroscópicas de alta velocidade. Isaac Newton foi um dos primeiros cientistas a teorizar que a luz é constituída por partículas. Os físicos modernos têm demonstrado que a energia em qualquer campo eletromagnético é composta de pacotes discretos. O termo fóton (que significa "partícula de luz visível") foi cunhado para estes pacotes de energia. No entanto, o comportamento de partículas não está restrito à porção de luz visível do espectro da radiação eletromagnética. Ondas de rádio, raios infravermelhos, luz visível, raios ultravioleta, raios X e raios gama consistem todos em fótons, cada um dos quais contém uma quantidade particular de energia que depende do comprimento de onda.
Os fótons viajam através do espaço vazio a uma velocidade de aproximadamente 186.282 milhas (299.792 quilômetros) por segundo. Isto é verdade independentemente do comprimento de onda electromagnético. Em outros meios que não o vácuo, a velocidade é reduzida. Por exemplo, a luz visível viaja mais lentamente através do vidro do que através do espaço exterior. As ondas de rádio viajam mais lentamente através do polietileno em uma linha de transmissão do que através da atmosfera. A relação entre a velocidade dos fótons em um determinado meio e sua velocidade em um vácuo é chamada de fator de velocidade . Este fator está sempre entre 0 e 1 (ou 0 e 100%), e depende até certo ponto do comprimento de onda.
Quanto menor o comprimento de onda de uma perturbação eletromagnética, mais energia cada fóton contém. Na verdade, esta relação é tão precisa que se aplica uma fórmula matemática. Se e representa a energia (a unidade de medida é o joule) contida em cada fotão e s representa o comprimento de onda electromagnético (em metros), então
e = hc / s
onde h é a constante de Planck (aproximadamente igual a 6,626 vezes 10 -34 joule-segundo) e c é a velocidade de propagação do campo electromagnético no meio em questão (aproximadamente 2,998 vezes 10 8 metros por segundo no vácuo). Uma fórmula mais simples aplica-se à frequência. Se f representa a frequência de um campo electromagnético (em hertz), então
e = hf
A energia contida num único fotão não depende da intensidade da radiação. Em qualquer comprimento de onda específico -- digamos, o comprimento de onda da luz emitida por um laser de hélio-neon -- cada fóton contém exatamente a mesma quantidade de energia, quer a fonte apareça tão fraca como uma vela ou tão brilhante como o sol. O brilho ou intensidade é uma função do número de fótons que atingem uma determinada área de superfície por unidade de tempo.