Коли в термоядерної «топці» Сонця водень перетворюється в гелій, енергія вивільняється у формі випромінювання різних видів. Ці різні види випромінювання, що утворюють безперервний спектр енергій, різняться по довжинах хвиль. Довжини хвиль зручно висловлювати в нанометрах (один нанометр - це мільярдна частина метра). Видима частина спектра охоплює довжини хвиль від 400 до 700 нм. (У деяких людей поріг сприйнятливості з боку коротких і довгих хвиль кілька зрушать, але в якості середніх зазначені межі цілком можна прийняти.) Нижня межа (400 нм) відповідає синьо-фіолетового кінця спектра, а верхній (700 нм) - червоному його кінця; окремі кольори спектра розташовуються в наступному порядку: фіолетовий, синій, зелений, жовтий, помаранчевий, червоний. Рослини сприймають випромінювання майже точно в тому ж інтервалі довжин хвиль, що і людське око, якщо тільки не брати до уваги деяких груп бактерій, здатних використовувати інфрачервоні промені, невидимі для ока.
На початку нашого століття німецький фізик Макс Планк встановив, що промениста енергія існує у вигляді окремих «порцій», або квантів (інакше фотонів), і що енергія цих квантів прямо пропорційна частоті випромінювання. Іншими словами:
Оскільки швидкість поширення всіх видів випромінювання однакова (3-10 см / с), а твір частоти випромінювання на довжину хвилі одно швидкості світла, частота випромінювання може бути визначена по довжині хвилі і навпаки. Ясно, що чим більше довжина хвилі, тим нижче частота і тим менше енергія квантів. Так, квант ультрафіолетового випромінювання має більшу енергію, ніж квант синього світла, а цей останній в свою чергу несе більше енергії, ніж квант червоного світла.
При зіткненні з якою-небудь молекулою квант променевої енергії може бути поглинений цією молекулою. В результаті поглинання енергії молекула переходить в «збуджений стан», і в такому стані вона виявляється здатною вступити в реакцію, яка була для цієї молекули практично неможливою, коли вона перебувала на нижчому енергетичному рівні. Щоб викликати певну хімічну реакцію, квант повинен мати енергію, що перевищує певну критичну величину, характерну для даної реакції. Кванти рентгенівських і короткохвильових ультрафіолетових променів можуть, наприклад, вибивати з атомів електрони, перетворюючи атоми в іони. Кванти видимій області спектра несуть менше енергії і не здатні викликати іонізацію; однак якщо вони поглинаються ферментами хлоропластів, то вони можуть здійснити перетворення СО2 в глюкозу. Кванти інфрачервоного (теплового) діапазону не здатні викликати жодної з цих реакцій, але вони можуть викликати інші перебудови молекул, що вимагають менших затрат енергії.