푸른 하늘과 붉은 저녁노을은 빛이 지닌 파동성질 때문에 나타나는 현상이다. 빛 파장에 버금가는 크기의 주기구조를 갖는 인공물질을 광자결정이라고 부르며, 이 경우 빛이 투과하지 못하는 광 밴드갭이 존재한다. 인공적으로 광밴드갭을 조절하여 빛의 전달 현상을 조작할 수 있으며, 레이저 발진과 같은 현상을 관찰할 수 있다. 빛 파장 보다 상당히 작은 크기의 주기구조를 갖는 경우 메타물질이라고 부르며, 자연현상에서 관찰되지 않는 음의 굴절률, 고해상 이미징 등이 가능하며, 인공적인 카이랄 물질의 제작이 가능하다. 빛의 파동성질에 근거하여 다양한 자연현상과 인공현상에 대하여 소개 논의한다.