I fotoni emessi dal sole hanno una frequenza piuttosto eterogenea che comprende la quasi totalità dello spettro elettromagnetico, dalle radioonde fino ai raggi gamma. Nel grafico qui in alto viene mostrata buona parte dello spettro di emissione solare (tecnicamente nel grafico viene indicata l'irradianza, di cui parlerò nel dettaglio nel paragrafo dedicato alle grandezze radiometriche) che arriva sulla terra, prima di attraversare l'atmosfera terrestre. Le ordinate sono su scala logaritmica; appare quindi evidente come la maggior parte dei fotoni (quindi la maggior parte dell'irradianza) sia concentrata tra i 200 nm e i 10.000 nm.

Una volta attraversata l'atmosfera terrestre, una parte dei fotoni interagiscono con i gas che compongono i vari strati dell'atmosfera come idrogeno, vapore acqueo, anidride carbonica e ozono. La porzione di spettro di emissione solare che arriva sulla superficie terrestre, al netto dell'azione filtrante dell'atmosfera, è comunque variabile ed è influenzato dalle condizioni meteo, dall'altitudine, dalla posizione del sole (ora, mese e anno) e anche dall'inquinamento. Nel grafico qui in alto c'è uno dei tanti spettri di emissione acquisiti al livello del mare, lo scorso Maggio, in Florida (USA), con uno spettroradiometro OceanOptics.

Di tutto lo spettro che rimane dall'azione di "filtro" dell'atmosfera terrestre, soltanto la porzione dei fotoni con lunghezza d'onda compresa tra i 380 e i 780 nanometri sono visibili, nel senso che vengono "captati" dai nostri occhi. Questa parte dello spettro, in altre parole, può essere chiamarla "Luce visibile" ed è una piccolissima porzione dell'intero spettro delle radiazioni elettromagnetiche esistenti in natura. Tutti i fotoni con frequenza immediatamente superiore (lunghezza d'onda inferiore ai 380 nm), fanno parte della "porzione" ultravioletta, mentre quelli dell'infrarosso partono da lunghezze d'onda oltre i 700 nanometri.