A luz exibe propriedades tanto de partículas (fótons) quanto de ondas, um fenômeno conhecido como dualidade onda-partícula. Apesar de serem considerados partículas, os fótons também apresentam comportamentos ondulatórios, incluindo interferência e difração. A frequência da luz surge de sua natureza ondulatória. No modelo de onda, a luz é uma onda eletromagnética que consiste em campos elétricos e magnéticos oscilantes que viajam pelo espaço. A frequência da luz corresponde ao número de oscilações por segundo desses campos elétricos e magnéticos. Esta frequência determina a cor da luz e está diretamente relacionada à sua energia através da relação de Planck E=hνE = h nuE=hν, onde EEE é a energia do fóton, hhh é a constante de Planck e νnuν é a frequência da luz .
Partículas de luz, ou fótons, não têm frequência no sentido tradicional das ondas. Em vez disso, os fótons são quanta de radiação eletromagnética com uma energia e comprimento de onda específicos associados à sua frequência. A frequência da luz é uma propriedade da onda eletromagnética que os fótons formam coletivamente quando viajam pelo espaço. Cada fóton carrega energia proporcional à sua frequência, e o efeito cumulativo de muitos fótons determina a intensidade e as propriedades da onda de luz observada.
A natureza dual da luz como partícula e onda surge de observações experimentais e desenvolvimentos teóricos na física, particularmente no início do século 20 com o advento da mecânica quântica. Em alguns experimentos, a luz apresenta comportamentos característicos das partículas, como o efeito fotoelétrico, onde os fótons ejetam elétrons dos metais. Noutras experiências, a luz apresenta fenómenos ondulatórios, tais como padrões de interferência observados na experiência da dupla fenda de Young. A dualidade onda-partícula da luz e de outras entidades quânticas desafia os conceitos clássicos de partículas e ondas, sugerindo que essas entidades exibem propriedades de ambas, dependendo da configuração experimental e da observação.
A frequência da luz permanece constante porque é uma propriedade fundamental da onda eletromagnética que a luz forma. No vácuo, a velocidade da luz ccc é constante, aproximadamente 3×1083 times 10^83×108 metros por segundo. A frequência νnuν e o comprimento de onda λlambdaλ da luz estão relacionados pela equação c=λνc = lambda nuc=λν, indicando que conforme o comprimento de onda muda, a frequência deve mudar inversamente para manter esta relação. Em diferentes meios, como o ar ou o vidro, a velocidade da luz pode variar, mas dentro de cada meio a frequência da luz permanece constante porque é uma propriedade intrínseca da radiação eletromagnética emitida ou absorvida por átomos ou moléculas. Assim, independentemente do meio através do qual a luz viaja, a sua frequência continua a ser uma característica que determina a sua cor e energia.