Régi gondolat, hogy az anyag nem tölti be folytonosan a teret, hanem kicsiny részecskékből áll. Az idők folyamán csak e részecskékre vonatkozó nézetek változtak. Régebben ezek az atomok voltak, ma pedig a protonok, neutronok és az elektronok.

Az is régi gondolat hogy a sugárzás folytonosan tölti be a teret, nem áll részecskékből, hanem folytonosan szétterjedő hullámokból. Azonban ezt az utóbbi felfogást megrázkódtatta néhány tapasztalat, melyekről nagyon sok szó esik századunk természettudományi irodalmában.

Egyik a fénynek elektronkiváltó hatása az anyagból, a másik a Röntgen- és gamma-sugarak szétszóródása az anyagon. Ezek az utóbbi tapasztalatok ama föltevéssel magyarázhatók meg könnyen, hogy a sugárzás nincs folytonosan eloszolva a térben, hanem parányi kis térfogatokban össze van sűrítve és ezek a kis energiacsomagok (fotonok) úgy viselkednek, mintha anyagi részecskék volnának.

Szóval, a jelenség olyan, mintha a sugárzás anyagi jelleget öltene. Mégpedig bizonyos energiájú fotonnak megfelelő tömeget úgy számíthatjuk ki, hogy a foton energiáját elosztjuk a fénysebesség négyzetével: igen kicsiny számot kapunk.

Egy régebbi fizikai Nobel-díjas, de Broglie jutott arra a gondolatra, hogy ezt az egész logikai utat talán ellenkező irányban is bejárhatjuk: lehetséges, hogy néha meg az anyagi részecske viselkedik úgy, mintha sugárzás volna, mintha hullámszerű volna, vagyis a jelenség olyan, mintha az anyag sugárzási jelleget öltene. Mégpedig valamely mozgó anyagi részecskéhez tartozó sugárzás hullámhosszát úgy kapjuk meg, hogy egy kicsiny állandót (h = 6-6x10-27 erg. sec) elosztunk a mozgó részecske tömegének és sebességének szorzatával. 

Azonban ez az egész elgondolás csak akkor számíthat komoly jelentőségre, ha tapasztalati alapot kap, vagyis ha sikerül észlelni, hogy mozgó anyagi részecskék úgy is viselkedhetnek, mint a fény-sugarak; tehát mindenekelőtt előállíthatók velük a sugárelhajlás és szövődés jelenségei. Erre szolgáltattak bizonyítékot az idei Nobel-díjasok, Davisson C. J. és Thomson G. P. kísérletei.

Davisson hosszabb időn keresztül tanulmányozta az elektronok szétszóródását fémlemezeken és visszaverődését ugyancsak fémlemezekről. Az elektronok légüres térben izzó fémszálból váltak ki és 50-100 voltos áramforrásból merítették mozgási energiájukat.

Az elektronok szétszóródását és visszaverődését különösen áramkeltő hatásuk alapján tanlumányozta. Nagyjelentőségű eredményét elősegítette egy véletlen körülmény: légüres üvegkészülékébe behatolt a levegő; hogy a bennlevő nikkellemezt az oxidrétegtől megszabadítsa, hosszabb ideig hidrogénben izzította és azután ejtett rá merőlegesen légüres térben keskeny elektronnyalábot.

A visszaverődő elektronokat tanulmányozva, észrevette, hogy azok nem egyenletesen oszlanak el a beeső nyaláb körül, hanem szabályszerűen meghatározott irányban haladnak és a nikkel-lemezzel párhuzamos (átlyukasztott) fényképezőlemezen éppen olyan szabályosan elosztott fekete foltokat adnának, mint a Röntgen-sugarak, mikor Laue eljárása szerint kristály lemezen bocsátjuk át őket.