La théorie ondulatoire de la lumière décrit les phénomènes lumineux comme la propagation d’un champ électromagnétique, c’est-à-dire à la fois un champ électrique \(\overrightarrow{E(M,t)}\) et un champ magnétique \(\overrightarrow{B(M,t)}\) , sachant que ces 2 vecteurs sont tous les 2 orthogonaux à la direction de propagation du champ électromagnétique. Ces ondes électromagnétiques sont dans la majorité des cas des ondes progressives (couplage temps/espace) se propageant à la vitesse c = 3 . 10⁸ m·s^-1 dans le vide. La lumière émise par les atomes est décrite par une onde électromagnétique monochromatique dont la dépendance temporelle est en cos(ωt).

De plus, cette onde électromagnétique monochromatique est caractérisée par :

• sa longueur d’onde \(\lambda\) (en m), ou encore appelée période spatiale, qui est la longueur, à une date fixée, au bout de laquelle l’onde se répète identique à elle-même. On utilise aussi ( de manière équivalente ) son nombre d’onde \(\sigma\) ( en m^-1 ), qui est lié à sa période spatiale par la relation suivante : \(\sigma~=~{1 \over \lambda}\) .
• et sa période T (en s), ou encore appelée période temporelle, qui est la durée, à une position fixée, au bout de laquelle l’onde se répète identique à elle-même. On utilise aussi ( de manière équivalente ) sa fréquence ( temporelle) \(\nu\) ( en s^-1 = Hz), qui est liée à sa période par la relation suivante : \(\nu~=~{1 \over T}\) .

De plus, la distance parcourue par la lumière durant une période T, à la vitesse c dans le vide, est égale à sa longueur d'onde. Ainsi, on a : \(\lambda~=~c \cdot T ~=~ {c \over \nu}\) .