Licht weist Eigenschaften sowohl von Teilchen (Photonen) als auch von Wellen auf, ein Phänomen, das als Welle-Teilchen-Dualität bekannt ist. Obwohl Photonen als Teilchen betrachtet werden, zeigen sie auch wellenartiges Verhalten, einschließlich Interferenz und Beugung. Die Frequenz des Lichts ergibt sich aus seiner Wellennatur. Im Wellenmodell ist Licht eine elektromagnetische Welle, die aus oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldern besteht, die sich durch den Raum bewegen. Die Lichtfrequenz entspricht der Anzahl der Schwingungen dieser elektrischen und magnetischen Felder pro Sekunde. Diese Frequenz bestimmt die Farbe des Lichts und steht in direktem Zusammenhang mit seiner Energie durch die Plancksche Beziehung E=hνE = h nuE=hν, wobei EEE die Energie des Photons, hhh die Plancksche Konstante und νnuν die Frequenz des Lichts ist .
Lichtteilchen oder Photonen haben keine Frequenz im herkömmlichen Sinne wie Wellen. Stattdessen sind Photonen Quanten elektromagnetischer Strahlung mit einer bestimmten Energie und Wellenlänge, die ihrer Frequenz zugeordnet sind. Die Lichtfrequenz ist eine Eigenschaft der elektromagnetischen Welle, die Photonen bei ihrer Reise durch den Weltraum gemeinsam bilden. Jedes Photon trägt Energie proportional zu seiner Frequenz, und die kumulative Wirkung vieler Photonen bestimmt die Intensität und Eigenschaften der beobachteten Lichtwelle.
Die duale Natur des Lichts als Teilchen und Welle ergibt sich aus experimentellen Beobachtungen und theoretischen Entwicklungen in der Physik, insbesondere im frühen 20. Jahrhundert mit dem Aufkommen der Quantenmechanik. In einigen Experimenten zeigt Licht Verhaltensweisen, die für Teilchen charakteristisch sind, wie zum Beispiel den photoelektrischen Effekt, bei dem Photonen Elektronen aus Metallen ausstoßen. In anderen Experimenten zeigt Licht wellenartige Phänomene, wie zum Beispiel Interferenzmuster, die in Youngs Doppelspaltexperiment beobachtet wurden. Der Welle-Teilchen-Dualismus von Licht und anderen Quanteneinheiten stellt die klassischen Konzepte von Teilchen und Wellen in Frage und legt nahe, dass diese Einheiten je nach Versuchsaufbau und Beobachtung Eigenschaften beider aufweisen.
Die Frequenz des Lichts bleibt konstant, da sie eine grundlegende Eigenschaft der elektromagnetischen Welle ist, die Licht bildet. Im Vakuum ist die Lichtgeschwindigkeit ccc konstant und beträgt ungefähr 3×1083 times 10^83×108 Meter pro Sekunde. Die Frequenz νnuν und die Wellenlänge λlambdaλ des Lichts hängen durch die Gleichung c=λνc = lambdanuc=λν zusammen, was darauf hinweist, dass sich die Frequenz umgekehrt ändern muss, wenn sich die Wellenlänge ändert, um diese Beziehung aufrechtzuerhalten. In verschiedenen Medien wie Luft oder Glas kann die Lichtgeschwindigkeit variieren, aber innerhalb jedes Mediums bleibt die Lichtfrequenz konstant, da sie eine intrinsische Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung ist, die von Atomen oder Molekülen emittiert oder absorbiert wird. Unabhängig vom Medium, durch das sich Licht ausbreitet, bleibt seine Frequenz ein charakteristisches Merkmal, das seine Farbe und Energie bestimmt.