Une longueur d’onde est la distance entre les unités répétitives d’une onde, mesurée d’un point sur une onde au point correspondant dans l’unité suivante. Par exemple, la distance entre le sommet (appelé crête) d’une unité d’onde et la crête de la suivante est d’une longueur d’onde. En notation physique, la longueur d’onde est souvent désignée par la lettre grecque lambda. La longueur d’onde est inversement proportionnelle à la fréquence d’une onde. En d’autres termes, plus la longueur d’onde est courte, plus d’unités d’ondes passeront dans un laps de temps donné.
Une onde est simplement de l’énergie qui se déplace à travers un milieu. En dehors du contexte de la physique, les vagues océaniques sont un excellent exemple du fonctionnement des vagues. Sauf là où la vague se brise, ce n’est pas tant l’eau qui bouge que l’énergie dans l’eau, qui produit un mouvement de va-et-vient perceptible à une courte distance du rivage. Les physiciens étudient les ondes lumineuses et sonores, ainsi que les ondes d’autres types d’énergie, et dans ce contexte, la longueur d’onde est un facteur important à définir et à considérer.
Les ondes lumineuses sont présentes tout autour de nous, dans une très large gamme de longueurs d’onde. Cette gamme est connue sous le nom de spectre électromagnétique, dont une petite partie est perçue par nos yeux comme de la lumière visible. La lumière du soleil se compose en fait de l’ensemble du spectre électromagnétique. La visibilité d’un type donné de lumière dépend de sa longueur d’onde. Si une onde lumineuse a une longueur d’onde comprise entre 400 et 700 nanomètres, elle sera visible à l’œil humain.
De part et d’autre de cette plage se trouvent respectivement des longueurs d’onde de plus en plus courtes et de plus en plus longues. Les rayons X ont des longueurs d’onde si courtes qu’ils peuvent traverser des objets solides. À l’autre extrémité, certaines ondes radio ont des longueurs d’onde de 1 km (1.6 mile) ou plus.
Le son est une autre forme d’énergie qui se déplace par vagues. Les ondes sonores sont similaires aux ondes lumineuses, au moins de deux manières : la façon dont nous les percevons dépend de leur longueur d’onde, et il existe de nombreuses longueurs d’onde qui sont trop courtes ou trop longues pour que nous puissions les percevoir. La différence est que nous définissons généralement le son en termes de fréquence d’onde plutôt que de longueur d’onde, mais ces deux éléments sont étroitement liés, comme nous l’avons déjà vu. Une onde sonore avec une longue longueur d’onde aura une fréquence basse, et nous entendons ces ondes comme des sons graves. Les sons aigus proviennent d’ondes à courte longueur d’onde, et donc à haute fréquence.