열역학 제1법칙이 에너지 보존 법칙의 성격이라면, 열역학 제2법칙은 자연의 진행방향을 나타내는 것이다.
옆의 그림은 열에너지를 일로 바꾸어주는 장치인 열기관을 나타낸다. 열기관은 일하는 동안 고열원 에서 저열원 로 일부의 열을 버릴 수밖에 없어, 를 모두 일 W로 전환할 수는 없다. 그래서 열효율은 100%가 될 수 없는 것이다. 이것은 또한 열역학 제2법칙의 표현이기도 하다. 

파동이 진행하는 동안 에너지가 그대로 유지된다면, 평면파의 세기는 계속적으로 일정하게 유지될 것이다.
그러나 구면파의 경우에는 파원으로 부터 거리가 멀어지면서 파동이 전파해가는 면이 거리의 제곱에 비례하여 넓어지므로 파동의 에너지, 즉 파동의 세기는 거리의 제곱에 반비례하여 약해진다.
그 예로, 백열등에서 나온 빛이 거리가 멀어짐에 따라 거리의 제곱에 비례하여 흐려지는 현상을 볼 수 있다.
그것은 빛이 구면파로 전파되기 때문이다.

빛의 밝기를 광도라 하고 단위로 칸델라(cd)를 사용하다.
또, 빛을 받는 면의 밝기를 조도라 하고 단위로 럭스(lux)를 쓴다.
광도가 I인 점광원으로 부터 거리가 r 만큼 떨어진 곳에서 빛의 진행방향에 수직한 면의 조도 L은 다음과 같다.

또한 소리 역시 일반적으로 구면파를 이루고 있기 때문이 먼 곳의 소리는 작게 들리는 것이다. 

광자(光子, photon) 혹은 빛알은 전자기파의 양자이다. 기호는 그리스 문자 γ이다.

광자 한 개의 에너지는 플랑크 상수(h)에 빛의 진동수(v)를 곱한 값, 즉 hv이고, 운동량은 hv/c(c는 광속)이다.

역사 [편집]

아이작 뉴턴은 빛이 입자로 이뤄져 있다고 주장하였다. 그러나 고전적인 입자론은 빛의 파동적인 성질, 특히 간섭을 설명하지 못한다. 따라서 18세기에 와서는 토머스 영의 파동설이 우세하였고, 제임스 맥스웰의 고전전자기학의 완성으로 파동설은 정설로 인정되었다. 그러나 20세기 초에 와서 고전적인 파동설로 설명할 수 없는 현상이 발견되기 시작하였다. 자외선 재난이 그 중 한 예인데, 이에 따르면 열적 평형에 있고 유한한 온도를 가진 고전적 흑체는 무한한 양의 전자기파를 방출하여야 한다. 이 문제를 해결하기 위해, 막스 플랑크는 전자기파가 양자화되었다는 가설을 도입하였다 (1901). 그러나 그는 실제로 빛이 입자로 구성돼 있다기 보다는, 어떤 알 수 없는 현상에 의해 파동의 에너지가 양자화됐다고 해석하였다. 알베르트 아인슈타인은 힐베르트의 가설에서 시작하여, 빛이 실제로 입자로 구성되었다고 가정하면 광전효과를 설명할 수 있다는 사실을 보였다 (1905). 이후 양자역학의 발전과 양자전기역학의 도입으로, 빛이 양자화되었다는 사실을 이론적으로 설명할 수 있게 되었다.