La frequenza descrive quante oscillazioni di un'onda luminosa passano in un dato punto ogni secondo, tipicamente espresse in hertz (Hz). Lo spettro visibile si estende da circa 430 THz (rosso) a 750 THz (viola), sebbene le onde elettromagnetiche al di fuori di questo intervallo, come le onde radio inferiori a 1 GHz e i raggi gamma superiori a 3×10 18 Hz:sono invisibili all'occhio umano.
Poiché un'onda è un condotto di energia, una frequenza più elevata equivale a una maggiore energia per fotone. Di conseguenza, i raggi gamma trasportano la maggior parte dell’energia, mentre le onde radio quella minore. Nella luce visibile, i fotoni viola contengono l'energia più alta mentre i fotoni rossi quella più bassa.
La lunghezza d'onda, la distanza tra picchi o valli successivi, è inversamente proporzionale alla frequenza. Lunghezze d'onda più corte (ad esempio, viola) corrispondono a frequenze più alte e maggiore energia; lunghezze d'onda più lunghe (ad esempio, il rosso) hanno frequenze più basse e meno energia.
Tutte le onde elettromagnetiche viaggiano alla stessa velocità nel vuoto:circa 300.000 km/s (186.000 miglia al secondo), il limite di velocità universale. In mezzi come l'aria, l'acqua o il vetro, la luce rallenta e si piega, un fenomeno noto come rifrazione.
Questi principi sono alla base di tecnologie che vanno dalle comunicazioni in fibra ottica all'analisi spettroscopica, illustrando il profondo legame tra la frequenza, la lunghezza d'onda e l'energia di un'onda.
