1.Lưỡng tính sóng-hạt của vật chấtChúng ta đã biết ánh sáng vốn được coi là sóng, rồi sau đó, với các phát hiện của Planck, Einstein và Compton, nó lại được coi là gồm các hạt photon. Vậy rốt cuộc ánh sáng là sóng hay là hạt?
Ngày nay các nhà vật lý chấp nhận rằng ánh sáng vừa là hạt, lại cũng vừa là sóng. Khi cần giải thích các hiện tượng như giao thoa hay nhiễu xạ, chúng ta coi ánh sáng là sóng, còn khi cần giải thích các hiện tượng quang điện hay tán xạ Compton, chúng ta lại coi ánh sáng như các hạt photon. Nói cách khác, ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt.
Thế còn các hạt vật chất thì sao? Có khi nào các vật chất thông thường, mà chúng ta vẫn coi là hạt, lại cũng đồng thời là sóng không? Đó là câu hỏi mà De Broglie đặt ra năm 1924.
1.1Giả thuyết De Broglie – Sóng vật chấtĐể trả lời câu hỏi trên, De Broglie đã đưa ra giả thuyết sau: vật chất thông thường cũng phải có lưỡng tính sóng-hạt như ánh sáng, sóng tương ứng với vật chất được gọi là sóng vật chất hay sóng De Broglie; một hạt tự do chuyển động với động lượng p có bước sóng vật chất xác định bởi:
