Das elektromagnetische Spektrum umfasst die Gesamtheit aller elektromagnetischen Strahlungen. Alles im elektromagnetischen Spektrum, das aus Photonen besteht, wird manchmal als Licht bezeichnet, obwohl sich das Wort manchmal nur auf den für den Menschen sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums bezieht.
Photonen haben einige Eigenschaften eines Teilchens und einige einer Welle. Zum Beispiel haben sie eine Wellenlänge. Die Wellenlänge eines Photons reicht von einem Vielfachen kleiner als ein Atomdurchmesser bis zur Breite der Erde. Alle Strahlung, die Teil des elektromagnetischen Spektrums ist, hat drei grundlegende Eigenschaften – Frequenz oder Wellenlänge, Intensität und Polarisation. Die letzte Eigenschaft, die sich auf den Winkel der elektromagnetischen Welle bezieht, kann vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden, obwohl Bienen sie wahrnehmen können.
Alle elektromagnetische Strahlung breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, obwohl ein dazwischenliegendes Material mit der richtigen Zusammensetzung sie reflektieren, verlangsamen oder absorbieren kann. Die Hauptquelle der elektromagnetischen Strahlung auf der Erde ist die Sonne, obwohl viele Prozesse sie erzeugen können, einschließlich verschiedener phosphoreszierender Lebensformen.
Elektromagnetismus kann man sich als oszillierende Störung im elektromagnetischen Feld vorstellen. Das elektromagnetische Spektrum besteht aus allen möglichen Störungen. Wir können nur einen kleinen Teil davon sehen – Licht mit einer Wellenlänge zwischen etwa 400 Nanometern und etwa 750 Nanometern. Es überrascht vielleicht nicht, dass dies die Wellenlänge des Lichts ist, die in großen Mengen von der Sonne ausströmt, und unsere visuellen Systeme haben sich entwickelt, um sie wahrzunehmen. Das Akronym ROYGBIV wird manchmal verwendet, um die für den Menschen sichtbaren Farben des elektromagnetischen Spektrums in der Reihenfolge von der niedrigsten Frequenz bis zur höchsten Frequenz zu beschreiben: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett.
Die elektromagnetische Strahlung mit einer längeren Wellenlänge als die Farbe Rot wird als Infrarot bezeichnet und wird von allen Wärme abgebenden Objekten abgegeben. Infrarot hat eine Wellenlänge von etwa 750 Nanometern bis zu einem Millimeter. Auf Infrarot folgen Mikrowellen mit einer Wellenlänge zwischen etwa einem Millimeter und etwa 30 Zentimetern. Diese werden in einem Mikrowellenherd verwendet. Radiowellen umfassen alles mit einer längeren Wellenlänge als Mikrowellen. Diese haben das größte Durchdringungsvermögen in die Erdatmosphäre und sind daher für die Kommunikationstechnik von großer Bedeutung.
Elektromagnetische Strahlung mit kleineren Wellenlängen als sichtbares Licht umfasst das Ultraviolett, gefolgt von Röntgenstrahlen und dann Gammastrahlen. Gammastrahlen sind eine Art kosmischer Strahlung und können extrem hohe Energien haben. Gammastrahlen können viel höhere Energien haben als alles, was bisher in unseren Teilchenbeschleunigern erzeugt wurde, und ihre Wellenlängen können so klein sein wie ein einzelnes subatomares Teilchen.