La luz es parte del espectro electromagnético, que abarca desde ondas de radio hasta rayos gamma. Las ondas de radiación electromagnética, como lo sugieren sus nombres, son fluctuaciones de los campos eléctricos y magnéticos, que pueden transportar energía de un lugar a otro. La luz visible no es inherentemente diferente de las otras partes del espectro electromagnético, con la excepción de que el ojo humano puede detectar ondas visibles. La radiación electromagnética también se puede describir en términos de una corriente de fotones que son partículas sin masa, cada una de las cuales viaja con propiedades ondulantes a la velocidad de la luz. Un fotón es la cantidad más pequeña (cuántica) de energía que puede transportarse y fue el hecho de que la luz viajó en cuantos discretos fue el origen de la teoría cuántica.
La luz es parte del espectro electromagnético, que abarca desde ondas de radio hasta rayos gamma.
No es casualidad que los humanos puedan "ver" la luz. La detección de luz es una herramienta muy poderosa para explorar el universo que nos rodea. A medida que la luz interactúa con la materia, puede alterarse y al estudiar la luz que se originó o interactuó con la materia, se pueden determinar muchas de las propiedades de esa materia. Es a través del estudio de la luz que, por ejemplo, podemos entender la composición de las estrellas a años luz de distancia o observar los procesos que ocurren en la célula viva a medida que ocurren
La materia está compuesta de átomos, iones o moléculas y es la interacción de la luz con la materia lo que da lugar a los diversos fenómenos que pueden ayudarnos a comprender la naturaleza de la materia. Los átomos, iones o moléculas tienen niveles de energía definidos generalmente asociados con niveles de energía que los electrones en la materia pueden contener. La luz puede ser generada por la materia o un fotón de luz puede interactuar con los niveles de energía de varias maneras.
Un átomo o molécula en el estado de energía más bajo posible conocido como el estado fundamental puede absorber un fotón que permitirá que el átomo o molécula se eleve a un estado de mayor nivel de energía o se excite. Por lo tanto, la materia puede absorber luz de longitudes de onda características como la luz azul en el ejemplo de la derecha o la luz violeta en el ejemplo de la izquierda. El átomo o molécula no permanecerá en un estado excitado, por lo que se relaja de nuevo al estado fundamental de varias maneras. En el ejemplo de la derecha, el átomo o molécula emite dos fotones, ambos de menor energía que el fotón absorbido. Los fotones emitidos serán una energía característica apropiada para un átomo o compuesto en particular y, por lo tanto, al estudiar la emisión de luz, se puede determinar la materia bajo investigación. En el ejemplo de la izquierda, el átomo o molécula excitados inicialmente pierde energía al no emitir un fotón y, en su lugar, se relaja al estado de menor energía mediante procesos internos que típicamente calientan la materia. Luego, el nivel de energía intermedio se relaja al estado fundamental mediante la emisión de un fotón de luz naranja.
