(2-4-2) الطيف الضوئي :

إن إعتبار الضوء عبارة عن موجات يعني أن للضوء طولاً موجياً $\lambda$ وتردداً ذ . فإذا كانت سرعة الضوء تساوي ع فإن :

سرعة الضوء = التردد × طول الموجة

ويمكن إثبات هذه العلاقة عند متابعة سلسلة موجية كانت بدايتها عند فتحة ما عند اللحظة (ن) = صفر كما بالشكل (2-14) . ويقاس التردد (ذ) بالهيرتز ويساوي ذبذبة في الثانية بينما يقاس طول الموجة $\lambda$ بالمتر ولكن لأن هذا الطول صغير جدا، تستخدم وحدة تسمى أنجستروم وتساوي $10^{-10}$ متر .

الشكل (2-14) : علاقة طول الموجة والتردد بسرعة الضوء .

أعلى الشكل: التردد ذ = عدد الموجات في الثانية. منحنى جيبي يمتد أفقياً. عند اليسار فتحة مع سهم إلى خط رأسي سميك، ون = صفر. تحت المنحنى أقواس مزدوجة السهم موسومة $\lambda$ بين قمم متتالية. عند اليمين: ن = 1ثانية.

فإذا مرت (ذ) موجة عبر الفتحة في ثانية فإن :

[المعادلة (2-14) داخل إطار. رقم المعادلة إلى اليسار.]

وهي نفس معادلة الموجة في حالة الصوت . وتختلف سرعة الضوء من وسط (مادة معينة) الى آخر ، ففي الفراغ وإلى حد ما الهواء تكون سرعة الضوء هي $3 \times 10^{8}$ متر\ث وهي أقصى سرعة للضوء . بينما تكون سرعة الضوء في الزجاج في حدود $2 \times 10^{8}$ متر\ث وتقل سرعة الضوء في هذه الحالة بسبب عمليتي الامتصاص والإشعاع المتوالية التي تقوم بها الذرات التي تقع على مسار الشعاع حيث يمتص الشعاع الساقط من الهواء على الوسط بواسطة أول ذرة تقع على مساره وتأخذ هذه الذرة زمناً معيناً لتشعه مرة أخرى لتمتصه ذرة مجاورة وهكذا تستمر عملية الامتصاص والإشعاع إلى أن يغادر الشعاع الزجاج مرة أخرى للهواء .

وبما أن $(\text{ع} = \text{ذ} \times \lambda)$ فإن انخفاض قيمة ع تعنى إما إنخفاض قيمة ذ أو إنخفاض قيمة $\lambda$ وقد وجد أن التردد ذ يظل ثابتاً بينما يتغير الطول الموجي ولذلك تتغير سرعه الضوء في الأوساط الشفافة كالزجاج والماء بسبب تغير $\lambda$ .

لقد أفلحت النظرية الموجية في تفسير بعض خواص الضوء كالإنعكاس والانكسار غيرأنها فشلت في تفسير بعض الظواهر الأخرى مثل الظاهرة الكهروضوئية التى سندرسها لاحقا. لاحظ أن الضوء هو جزء من طيف كبير يسمى الطيف الكهربي المغناطيسي (الكهرومغناطيسي) سنتطرق اليه بالتفصيل في الفصل الثاني من الباب الرابع وتنطبق عليه المعادلة (2-14) وسرعتة ع .