La double nature de la lumière fait référence au fait que la lumière peut agir à la fois comme une onde et une particule. L'expérience d'effet photoélectrique d'Albert Einstein prouve que la lumière peut se comporter comme une particule tandis que la double fente de Thomas Young l'expérience montre qu'il se comporte aussi comme une vague.
En 1905, Einstein a prouvé que la lumière pouvait se comporter comme une particule en montrant qu'un faisceau de lumière pouvait éjecter des électrons du métal. Cela suggérait que la lumière était constituée de photons capables d'éjecter des électrons de fréquence similaire. La découverte d'Einstein a modifié la théorie répandue à l'époque, selon laquelle la lumière n'était qu'une onde.
La preuve que la lumière pouvait agir comme une onde a été démontrée dès 1801 par Young. Dans son expérience, Young a fait briller la lumière entre deux fentes parallèles, provoquant l'interférence des ondes lumineuses et la formation d'un motif de bandes sombres et claires. Si la lumière était principalement une particule, elle aurait formé deux lignes parallèles.
La mécanique quantique explique la dualité de la lumière en la décrivant comme un paquet d'ondes. Un paquet d'ondes fait référence à des ondes qui peuvent interagir soit de manière localisée dans l'espace, agissant comme des particules, soit en interaction comme des ondes. Cela signifie que les photons lumineux peuvent agir soit comme une particule, soit comme une onde, selon les circonstances.