La llum és una forma denergia electromagnètica radiant que per aquesta condició pot ser percebuda sense cap tipus de problema per lull humà. Òbviament, des de fa uns quants segles enrere, diferents científics o simplement persones interessades en l'estudi de la matèria s'ocupen de l'estudi d'aquest fenomen de la llum, però, des de la seva creació fa uns anys, és l'òptica la disciplina que s'encarrega de l'estudi de les principals maneres de produir llum, el seu control i aplicacions.
La visibilitat per part dels nostres ulls és perquè, com totes les ones electromagnètiques, la llum es caracteritza per un fenomen anomenat longitud d'ona, pel qual els seus polsos estan separats per una distància que resulta increïblement reduïda, ja que es mesura en nanòmetres. Quan menor és la longitud d'ona, més gran és l'energia d'aquesta ona. La llum visible per a l'ull humà té una longitud d'ona d'entre 400 i 750 nanòmetres, aproximadament, la llum blava és la de menor longitud. En aquesta banda de valors, és possible l'estimulació de les cèl·lules de la retina que tradueix aquest impacte de la llum en forma d´impulsos neuronals i, per al nostre cervell, en imatges d´allò que ens envolta.
Així mateix, de tots els treballs que s'han fet a través de la història per obtenir precisions, se sap que la llum té una velocitat finita el valor exacte del qual en el buit per exemple és de 299.792.458 m/s. Ara bé, aquesta xifra sempre que el seu desplegament sigui a través del buit, mentre, quan aquesta ha de viatjar mitjançant la matèria, la seva velocitat serà menor. Aquesta propietat la converteix en el fenomen més ràpid de l'univers conegut, per la qual cosa totes les velocitats existents es calculen com a relatives a la velocitat de la llum, fet definit per Einstein en la seva teoria de la relativitat.
Un dels fenòmens més característics que protagonitza la llum és el de refracció, que és aquell que es produeix quan la llum canvia de mig, produint un canvi brusc en la direcció daquesta. Això té la seva explicació perquè la llum es propaga a diferents velocitats d'acord amb el medi pel qual li toca viatjar, aleshores, el canvi de direcció serà més important com més gran sigui el canvi de velocitat, sent que sempre la llum preferirà recórrer llargues distàncies per aquells mitjans que suposen una velocitat més ràpida. Alguns dels exemples més comuns que solen utilitzar-se perquè tots prenguem compte i comprenguem visualment aquest fenomen de la refracció és l'aparent ruptura que es pot observar en introduir un llapis a l'aigua o l'arc de Sant Martí.
D'altra banda, ens trobem que la llum es propaga gairebé sempre en línia recta; això mateix ho comprovem per exemple quan en un ambient que encara no va ser netejat s'observen rectes les partícules de pols. Quan la llum es trobi en el seu camí amb un objecte qualsevol sorgirà el que es coneix com a ombres. Però, quan al començament del paràgraf els vaig dir gairebé en línia recta, té a veure que això no sempre és així, ja que quan la llum travessa un cos punxegut o una obertura estreta, el raig de llum es corbarà perdent la direcció recta que abans dèiem. A aquest últim se'l coneix com fenomen de difracció.
Aquestes particularitats són atribuïdes al fet del comportament dual de la llum. D'una banda, es tracta sens dubte d'una ona amb fenòmens de reflexió i refracció. Tot i això, la curvatura que adopta l'ona de llum en certs contextos ha motivat nombroses investigacions per les quals es va deduir que la llum està constituïda per partícules diferents a les de la matèria, que s'han anomenat fotons. Per tant, encara que sembli paradoxal, la llum és alhora un fenomen corpuscular (format per elements tangibles i definides) i un fenomen energètic. Aquests fotons representen les partícules captades per la retina dels ulls dels animals o les molècules de clorofil·la de les plantes que fan els processos de fotosíntesi. D'aquesta manera, la senzilla llum que il·lumina el nostre diari que fer és en realitat una complexíssima realitat que la física moderna encara no ha aconseguit definir del tot.
