الإشعاع هو انتقال للطاقة على شكل موجات أو جسيمات دون حاجة لوسط مادي. يمثل تفاعل الإشعاع مع المادة محطة أساسية في فهم الفيزياء الحديثة، حيث كشفت بعض الظواهر عن حدود الوصف الكلاسيكي للضوء. فقد أظهر إشعاع الجسم الأسود أن الطاقة تُشع على هيئة كمّات مرتبطة بدرجة الحرارة. كما بيّن الفعل الكهروضوئي أن الضوء قادر على تحرير الإلكترونات من المادة عند حمله طاقة كافية، مؤكّدًا طبيعته الجسيمية. ويأتي فعل كومبتون ليبرز تصادم الفوتونات مع الإلكترونات وازدياد طول موجتها بعد التفاعل، مما يؤكد الازدواجية الموجية-الجسيمية للضوء.