Βρίσκεστε εδώ: Αρχική Σελίδα >> Εγκυκλοπαίδεια του Φωτός >> Μήκος κύματος
Το ορατό φως εμφανίζει ιδιότητες κύματος, αλλά όπως έχουμε ήδη πει αρκετές φορές μπορεί να συμπεριφερθεί και ως σωματίδιο. Το σωματίδιο αυτό είναι το φωτόνιο. Το άτομο πάλι είναι η πηγή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είτε αυτή είναι ορατή είτε όχι. Αυτό είναι αποτέλεσμα του φαινομένου ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου σε καθορισμένες τροχίες, οι οποίες εκπροσωπούν ένα ενεργειακό επίπεδο η κάθε μία.
Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στις τροχιές μέσα στα ηλεκτρονικά νέφη. Τα ηλεκτρόνια αυτά μπορούν να απορροφήσουν ενέργεια από εξωτερικούς παράγοντες και να ανέλθουν σε κάποια ανώτερη ενεργειακή στάθμη.
Αυτή η κατάσταση του ηλεκτρονίου στην ανώτερη στάθμη είναι ασταθής και τελικά χάνει την επιπλέον ενέργεια με αποτέλεσμα να επανέλθει στην προηγούμενη κατάστασή του. Για να γίνει αυτό εκπέμπει φωτόνια, δηλαδή φως. Η ενέργεια των εκπεμπόμενων φωτονίων είναι φυσικά ίση με αυτή που απορρόφησε το ηλεκτρόνιο για να ανέλθει στην ανώτερη στάθμη προηγουμένως.
Εκπομπή κι απορρόφηση φωτονίου από ένα άτομο στο Εργαστήριο του Φωτός
Η ενέργεια αυτή των φωτονίων δεν είναι σταθερή και διαφέρει ανάλογα με την ενέργεια των ηλεκτρονίων που εκπέμπεται. Για παράδειγμα τα ραδιοκύματα εμπεριέχουν πολύ λιγότερη ενέργεια από τα μικροκύματα ή τα κύματα ορατού φωτός, τα οποία με τη σειρά τους εμπεριέχουν λιγότερη από τις υπεριώδεις ακτίνες ή τις ακτίνες Χ. Άρα, ένας κανόνας που μπορεί από εδώ να εξαχθεί είναι ότι τα μικρότερα μήκη κύματος σχετίζονται με μικρότερες τιμές ενέργειας.
Το μήκος κύματος του φωτός συνδέεται με τη συχνότητα με την απλή εξίσωση:
ν = c/λ
όπου c η ταχύτητα του φωτός, ν η συχνότητα μετρημένη σε Hertz και λ το μήκος κύματος του φωτός μετρημένο σε μέτρα. Από την παραπάνω σχέση εύκολα φαίνεται ότι το μήκος κύματος και η συχνότητα είναι ποσά αντιστρόφως ανάλογα και αύξηση τους ενός προκαλεί μείωση του άλλου κι αντίστροφα. Βέβαια όταν το φως συναντήσει κάποιο υλικό στο δερόμο του, μειώνεται τόσο η ταχύτητά του όσο και το μήκος κύματός του, ενώ η συχνότητά του παραμένει σταθερή.
Η εξίσωση τώρα που συνδέει την ενέργεια ενός φωτόνιου και τη συχνότητά του είναι η:
E = hν = hc/λ
με Ε 
την ενέργεια του φωτόνιου μετρημένη σε kiloJoules ανά mole και h τη σταθερά του Planck ίση με 6.626 x 10-34 Joule-seconds ανά σωματίδιο. Αντίστοιχα, η ενέργεια του φωτονίου είναι ανάλογη με τη συχνότητα και αντιστρόφως ανάλογη του μήκους κύματός του.
Η εικόνα δεξιά δείχνει τη διάδοση του ηλεκτρομαγνητικού κύματος με την Ένταση του Ηλεκτρικού Πεδίου και την Ένταση του Μαγνητικού Πεδίου να είναι κάθετες μεταξύ τους και κάθετες στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.
Κλείνοντας, έχει γίνει φανερό ότι η σχέση μεταξύ της συχνότητας (οι παλμοί ανά δευτερόλεπτο) και του μήκους κύματος (το μήκος κάθε παλμού) είναι σχέση αλληλοεξέρτησης. Κύματα με πολύ υψηλές συχνότητες, όπως οι ακτίνες Χ και οι υπεριώδεις ακτίνες συνοδεύνται από πολύ "στενά" μήκη κύματος και μεγάλα ποσά ενέργειας. Το αντίθετο παρατηρείται σε κύματα μικρής συχνότητας και μεγάλου μήκους κύματος, όπως τα ραδιοκύματα και η ορατή ακτινοβολία.