
Lo spettro di emissione di un elemento chimico o di un composto chimico è l'insieme delle frequenze della radiazione elettromagnetica emesse dagli elettroni dei suoi atomi quando questi compiono una transizione da uno stato ad energia maggiore verso uno a energia minore.
Eccitando (ad esempio per riscaldamento) una sostanza, essa produrrà delle radiazioni, che sono il risultato delle vibrazioni dei suoi atomi, facendo passare tali radiazioni attraverso un prisma, queste verranno deviate a seconda della loro lunghezza d'onda.
Raccogliendo le radiazioni separate su uno schermo o su una lastra fotografica si ottiene lo spettro di emissione della sostanza in questione.Per ogni transizione tra stati, l'energia del fotone emesso è uguale alla differenza di energia dei due stati secondo l'equazione
che mette in correlazione l'energia della transizione con la frequenza del fotone di luce emesso (h è la costante di Planck). Dal momento che in ogni elemento o composto chimico vi sono numerose transizioni possibili, l'insieme dei fotoni di diverse frequenze emessi dall'elemento o dalla molecola ne costituisce lo spettro.
Lo spettro di emissione di ciascun elemento o molecola è unico, per questo la sua analisi, detta spettroscopia, può essere usata per analizzare qualitativamente e quantitativamente una sostanza.
La comparsa di soli determinati colori nello spettro di emissione di un elemento significa che solo certe frequenze di luce sono emesse. Il principio dello spettro di emissione è alla base del funzionamento delle lampade a scarica (le "luci al neon") e del saggio alla fiamma.
Si noti come l'idrogeno - che ha un solo elettrone - abbia meno transizioni possibili e produca uno spettro molto più semplice del ferro (26 elettroni).


In fisica, la lunghezza d'onda di un'onda periodica è la distanza tra due "creste" o fra due "ventri" della sua forma d'onda, e viene comunemente indicata dalla lettera greca λ.
La lunghezza d'onda λ è definita come:
dove formula_2 è la velocità di propagazione e f la frequenza dell'onda.La lunghezza d'onda è correlata al numero d'onda formula_3 dalla relazione:
Quando le onde, solitamente quelle elettromagnetiche, passano attraverso un materiale, la loro velocità di propagazione viene ridotta di un fattore pari all'indice di rifrazione "n" del materiale, mentre la frequenza non cambia. Detta λ la lunghezza d'onda nel vuoto, la lunghezza d'onda λ' in un materiale con indice di rifrazione "n" è data da:
Le lunghezze d'onda della radiazione elettromagnetica sono normalmente riferite al vuoto come mezzo di propagazione (anche se questo non è sempre dichiarato esplicitamente).
La velocità formula_2 delle onde elettromagnetiche è pari alla velocità della luce, cioè circa 3×10m/s. Quindi, per esempio, la lunghezza d'onda formula_7 di un segnale a 100 MHz (un'onda radio), è di circa 3×10 m/s diviso 100×10 Hz = 3 metri.
Tutte le particelle con una certa quantità di moto hanno una lunghezza d'onda, chiamata lunghezza d'onda di de Broglie, che si sviluppa in base alla relatività ristretta:
dove "h" è la costante di Planck, "p" è la quantità di moto della particella, "m" è la massa della particella, "v" è la velocità della particella, e "c" è la velocità della luce.
