光在传播过程中的干涉、衍射等实验现象说明光具有波动性，而光电效应、原子光谱等现象则说明光具有粒子性。所以光既有波动性又有粒子性，这称为光的波粒二象性。

电子的发现和光电效应等实验事实，早就证实了电子的粒子性。电子的质量和体积都很小，但它在原子核外运动的速度却大得惊人，接近光速（3×108m/s﹚。人们受到光的波粒二象性的启发，想到高速运动的电子是否也具有波粒二象性呢。1927年，戴维逊（Davisson）和革末（Germer）进行了电子衍射实验（图2.1），当将一束高速运动的电子流通过镍晶体（作为光棚）而射到主光屏上时，结果得到了和光衍射现象相似的一系列明暗交替的衍射环纹，这种现象称为电子衍射。衍射是一切波动的共同特性，由此充分证明了高速运动的电子流除有粒子性外，也有波动性，叫作电子的波粒二象性。除光子、电子外，其他微观粒子如质子、中子等也具有波粒二象性。

图2.1　电子衍射示意图

这种具有波粒二象性的微观粒子，其运动状态和宏观物体的运动状态不同。例如导弹、人造卫星等的运动，它在任何瞬间，人们都能根据经典力学理论，准确地同时测定它的位置和动量（动量等于质量和速度的乘积），也能够精确地预测出它的运行轨道。但是，像电子这类微观粒子的运动，由于兼具波动性，人们在任何瞬间都不能准确地同时测定电子的位置和动量；它也没有确定的运动轨道。经典力学理论无法描绘电子的运动状态。所以，在研究原子核外电子的运动状态时，必须完全摒弃用经典力学理论来描述微观粒子运动的量子力学理论。