波粒二象性(英文名:wave-particle duality[1])是指光与电子、质子、中子、原子等实物粒子既具有波动性(可用波长、频率等物理量来描述其波动性),又具有粒子性(具有能量和动量)的基本属性。[2] 电子的波粒二象性使得其在原子中的运动不是在确定的轨道上,而是以一定的概率出现在原子空间的不同地方,这种运动要用量子力学的理论来描述。因此,波粒二象性推动了量子力学的发展。[4]
历史上,物理学对于光的本质形成了两种学说——“微粒说”和“波动说”,两种学说经历了17世纪至19世纪三百多年的争论,直至爱因斯坦(Albert Einstein)对光电效应进行解释,在光的层面印证了波粒二象性;[5]而后,德布罗意(L.de Broglie)将波粒二象性推广到所有的实物粒子。[2] 借助波粒二象性,可以观测试样内部的显微结构、[6]检测材料的残余应力、[7]研究制造各种光电器件、[8]实现媒体3D效果、[9]分析物质的化学组成和相对含量等。[10]