Gli scarabei cucujo sudamericani brillano così intensamente che le persone possono usarli come lampade. I giocattoli a bagliore affascinano bambini e adulti generando luce senza utilizzare alcuna fonte di energia apparente. Questi sono due esempi di reazioni chimiche che producono diversi tipi di illuminazione in organismi viventi e non viventi.
La luce che vedi inizia a livello atomico. Quando l'energia eccita gli elettroni che orbitano attorno a un atomo, quegli elettroni rilasciano fotoni dopo essere tornati ai loro stati fondamentali non eccitati. Vedi quei fotoni come luce visibile. Questo principio si applica sia a un lampione acceso che a una candela che tremola nel vento. In una torcia, una batteria fornisce la potenza necessaria per attivare il processo di generazione della luce. In uno scarabeo cucujo, le reazioni chimiche creano l'illuminazione.
Organismi come le lucciole sono bioluminescenti: generano luce combinando un enzima con un substrato. Anche i dinoflagellati, microscopiche creature marine, producono luce propria. Quando milioni di loro galleggiano insieme, possono illuminare l'acqua come grandi vortici luminosi. Le sostanze chimiche utilizzate dagli organismi per produrre luce variano a seconda della specie. Occorrono almeno due sostanze chimiche per produrre bioluminescenza: una luciferina, che produce la luce, e una luciferasi, che guida la reazione chimica. Le fotoproteine utilizzano un meccanismo leggermente diverso da quello dei sistemi luciferasi-luciferina, ma che sono comunque anche enzimatici. Uno ione, spesso calcio, può avviare il processo di produzione della luce quando entra nel sistema di alcuni organismi.
È possibile produrre bioluminescenza artificiale combinando sostanze chimiche che generano luce quando le mescoli in un contenitore: questo è ciò che accade con un bastoncino luminoso. Questi bastoncini contengono spesso estere fenilossilato, perossido di idrogeno e un colorante fluorescente. Quando queste sostanze chimiche si combinano, si verificano una serie di reazioni che fanno entrare energia nel colorante. Questa energia eccita gli elettroni del colorante che rilasciano fotoni quando ritornano allo stato fondamentale.
Il Giorno dell'Indipendenza è un momento eccellente per osservare le reazioni chimiche che producono luce usando il calore. Molti fuochi d'artificio colorati che appaiono in alto brillano perché il calore dopo un'esplosione fa sì che i sali metallici assorbano energia. Quando ciò accade, emettono luce visibile. Il colore che vedi dipende dal metallo o dalla miscela di metalli nei fuochi d'artificio. I sali di stronzio e litio, ad esempio, producono il rosso mentre i composti di rame creano il blu.