La luz exhibe propiedades tanto de partículas (fotones) como de ondas, un fenómeno conocido como dualidad onda-partícula. A pesar de ser considerados partículas, los fotones también exhiben comportamientos ondulatorios, incluidas la interferencia y la difracción. La frecuencia de la luz surge de su naturaleza ondulatoria. En el modelo ondulatorio, la luz es una onda electromagnética que consta de campos eléctricos y magnéticos oscilantes que viajan a través del espacio. La frecuencia de la luz corresponde al número de oscilaciones por segundo de estos campos eléctricos y magnéticos. Esta frecuencia determina el color de la luz y está directamente relacionada con su energía a través de la relación de Planck E=hνE = h nuE=hν, donde EEE es la energía del fotón, hhh es la constante de Planck y νnuν es la frecuencia de la luz. .
Las partículas de luz, o fotones, no tienen una frecuencia en el sentido tradicional que tienen las ondas. En cambio, los fotones son cuantos de radiación electromagnética con una energía y una longitud de onda específicas asociadas con su frecuencia. La frecuencia de la luz es una propiedad de la onda electromagnética que los fotones forman colectivamente cuando viajan por el espacio. Cada fotón transporta energía proporcional a su frecuencia y el efecto acumulativo de muchos fotones determina la intensidad y las propiedades de la onda de luz observada.
La naturaleza dual de la luz como partícula y onda surge de observaciones experimentales y desarrollos teóricos en física, particularmente a principios del siglo XX con el advenimiento de la mecánica cuántica. En algunos experimentos, la luz exhibe comportamientos característicos de las partículas, como el efecto fotoeléctrico, donde los fotones expulsan electrones de los metales. En otros experimentos, la luz muestra fenómenos ondulatorios, como los patrones de interferencia observados en el experimento de la doble rendija de Young. La dualidad onda-partícula de la luz y otras entidades cuánticas desafía los conceptos clásicos de partículas y ondas, lo que sugiere que estas entidades exhiben propiedades de ambas dependiendo de la configuración experimental y la observación.
La frecuencia de la luz permanece constante porque es una propiedad fundamental de la onda electromagnética que forma la luz. En el vacío, la velocidad de la luz ccc es constante, aproximadamente 3×1083 times 10^83×108 metros por segundo. La frecuencia νnuν y la longitud de onda λlambdaλ de la luz están relacionadas mediante la ecuación c=λνc = lambda nuc=λν, lo que indica que a medida que cambia la longitud de onda, la frecuencia debe cambiar inversamente para mantener esta relación. En diferentes medios, como el aire o el vidrio, la velocidad de la luz puede variar, pero dentro de cada medio, la frecuencia de la luz permanece constante porque es una propiedad intrínseca de la radiación electromagnética emitida o absorbida por los átomos o moléculas. Así, independientemente del medio por el que viaja la luz, su frecuencia sigue siendo un rasgo característico que determina su color y energía.