
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.


In ottica geometrica, i raggi di luce definiscono idealmente il percorso compiuto dalla luce.
È possibile schematizzare la luce con dei raggi che si propagano in linea retta, quando essa viaggia in un mezzo omogeneo e la sua lunghezza d'onda è molto inferiore alle dimensioni degli oggetti con cui interagisce. Sotto tali ipotesi un raggio di luce è un sottilissimo fascio di luce rappresentato con una retta.
Alcuni fenomeni ottici, ad esempio quello dell'interferenza o della diffrazione, sono spiegati solo con un modello ondulatorio della luce. Tuttavia, questi fenomeni si manifestano quando la lunghezza d'onda della luce è confrontabile con la dimensione dell'oggetto che causa la diffrazione. Nel caso di oggetti macroscopici e di luce visibile, la lunghezza d'onda della luce è sempre molto minore rispetto alle dimensioni, e pertanto non si osservano fenomeni d'interferenza. Molti fenomeni possono essere, pertanto, studiati ricorrendo al modello dei raggi di luce.
Ad esempio, l'esperimento di Young della doppia fenditura non può certamente essere spiegato con dei raggi che si propagano in linea retta, perché in tale situazione le dimensioni della fenditura sono confrontabili con quelle della lunghezza d'onda, mentre altri fenomeni, come quello della riflessione o della rifrazione, sono descrivibili in termini di raggi.
