Instal·lacions avançades Producció eficientLa llum fa referència a una petita banda de freqüències visibles per a l'ull humà entre l'escala de radiació electromagnètica (EM) més gran. La majoria de les ones EM oscil·len a un ritme que els humans no són capaços de detectar visualment. Es pot comparar amb un xiulet de gos amb un to que les orelles humanes no poden sentir. De la mateixa manera, alguns animals poden veure freqüències EM que els humans no poden. Les abelles, per exemple, vegeu a la gamma ultraviolada (UV) per escollir els patrons de les flors només visibles amb visió equipada amb UV.
La radiació EM és un camp elèctric amb propietats magnètiques que es propaguen d’un punt a l’altre, o s’irradien cap a l’exterior. La radiació EM és una ona amb freqüència i amplitud. La freqüència fa referència a quantes ones passen per un punt estacionari per segon, mentre que l'amplitud mesura l'altura d'una ona. La llum visible té una longitud d’ona de 400 a 700 nanòmetres. Per dir-ho en perspectiva, un nanòmetre és de la mil·lèsima part del metre (mil·lèsima part de 3.281 peus).
La llum té propietats diferents segons la seva amplitud i longitud d’ona. Les ones més llargues, o freqüències inferiors, donen lloc a llum vermella, mentre que les ones més curtes, o freqüències més altes, resulten blaves. El vermell es troba en un extrem extrem de l'espectre visible, mentre que la llum blava o violeta és a l'altre. Poc més enllà de l’espectre blau / violeta hi ha ones ultra-curtes anomenades ultraviolades. Aquesta llum justament visible i propera a l’anomenada també s’anomena llum d’alta energia ultraviolada d’alta energia.
A l'extrem extrem de l'espectre blau, la major part de la radiació es torna invisible, donant lloc a una llum violeta tènue, també anomenada llum negra. Aquesta longitud d'ona té propietats interessants perquè certs pigments absorbeixen la radiació addicional que no es pot veure, fent que aquests pigments tornin a irradiar l'energia i la brillantor. Un exemple és un cartell de llum negra. Les longituds d’ona lleugerament més curtes produeixen llum negra usada en la criminalística criminal per fluorescar fluids corporals com l’orina i la sang. Més enllà de la radiació UV a escala EM, hi ha els rajos X i els rajos gamma. Aquí hi ha raigs còsmics; tot i que molts científics creuen que els rajos còsmics no pertanyen tècnicament a l’espectre EM.
L’extrem oposat a l’espectre visible va més enllà del vermell als infrarojos. Infra és llatí per "a sota", així que infrarojos significa literalment "per sota de vermell". La llum infraroja s'utilitza per a càmeres de visió nocturna i imatges tèrmiques. En aquesta longitud d’ona, els objectes càlids apareixen més brillants que els objectes freds. Infrared també s’utilitza per a xarxes de curt abast de perifèrics d’ordinadors amb l’especificació de l’infrarojada associació de dades infrared (IrDA). A mesura que les longituds d’ona continuen creixent, arribem a microones, seguides d’ones de ràdio i, finalment, a l’espectre d’emissió.
Tot i que la llum sovint es descriu com una ona, té una naturalesa segons la física quàntica. La física descriu la llum com a fotons o partícules d’energia sense massa que de vegades es poden comportar com una ona. Ja sigui en forma d'ona, partícula o vibració, com suggereix la teoria de superstring, en un buit tota la radiació EM es mou a una velocitat constant de 186.282 milles per segon, o 299.792.458 metres per segon. Per tant, un any llum és la distància que pot recórrer la llum en un any. L’estrella més propera, Alpha Centauri, es troba a quatre anys llum.