对于光的本性的认真探讨，是从17世纪下半叶开始。当时有两种对立的学说：一种是以牛顿为代表的微粒说，认为光是按照惯性定律沿直线飞行的微粒流，这个学说直接说明了光的直线传播特性，并能对光的反射和折射作出一定的解释，但在研究光的折射定律时，却得出了光在水中的速度比空气中大的错误结论（当时无法测定光速）；另一种是惠更斯于1678年提出的波动学，认为光是在一种特殊弹性介质中（光以太）传播的机械波，这个学说成功地解释了光的反射和折射定律，并认为不同的光有不同的波长，但是惠更斯认为光波不是横波，而是纵波，因此他的理论不完美。以上两种理论孰是孰非，得由试验作出判断，但是当时试验条件有限，无法判断。由于牛顿威望巨大，他的理论无人敢否认，这样造成牛顿光的微粒说统治了近两个世纪。直到19世纪上半叶，经杨氏和菲涅耳等人的工作，不仅解释了光的干涉、衍射现象，还测出了光的波长，由光的波动原理得出了光在水中的速度比空气中小的结论。这一结论由1862年傅科的试验所证实。菲涅耳和阿喇果通过试验还证实了光的横波性，波动说取得了巨大成功。但是波动说仍以以太为假设，人们无法理解以太，这使得菲涅耳的波动说和牛顿的微粒说都带有机械的色彩。1846年，法拉弟发现了光的振动面在磁场中发生偏转，这表示光学现象和磁学现象存在内在的联系。1856年韦伯发现，光在真空中的速度，等于电磁强度的电磁单位与静电单位的比值，3×108m/s，这表示光学现象与电学现象有一定的关系。1865年，麦克斯韦建立起著名的电磁场理论，预言了电磁波的存在，证明了电磁波的横波性，并发现电磁波的速度等于光速。由此麦克斯韦认为光是波长较短的电磁波。1888年，赫兹通过试验，发现了波长较长的电磁波。光的电磁理论仍离不开传播介质以太。1887年，迈克尔逊利用光的干涉效应，试图探测地球以太风的存在，但得到了否定的结论。随后瑞利和金斯根据统计力学和电磁学波理论，导出了黑体辐射公式。该公式要求辐射能量随频率的增大而趋于无穷。1900年，为了解决黑体辐射理论和试验的矛盾，普朗克提出了量子假说，认为各种频率的电磁波（包括光波），只能像微粒一样，以一定最小能量的份额发生（能量子），这是一个光发射的问题。另一个显示光的微粒的重要发现是光电效应，即光照到金属上面使电子逸出，逸出电子的能量与光强无关，而只与频率有关，这是光的吸收问题。1905年，爱因斯坦提出了量子假说，成功地解决了光电效应现象。
光是非常复杂的客体，关于光的本性问题，只能用它表现的规律和性质来回答。光的某些方面的行为像经典的波动，另一方面的行为像经典的粒子，这就是所谓的“波粒二象性”。任何经典的概念都不能概括光的本性。光到底是什么？似乎可以这样来概括：光是一种物质形态，具有“波粒二象性”，波动性和粒子性是同一客观物质在不同场合下反应出来的两种属性。光既是具有粒子性的电磁波，又是具有波动性的光子流。光学历史列于表2-3。
表2-3光学历史
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（续）
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