法国物理学家路易·德布罗意在其理论物理学博士论文中提出电子具有波动性。在评委郎之万的邀请下，爱因斯坦阅读了论文并回信写道，“掀开了庞大面纱的一角”。德布罗意将爱因斯坦提出的光具有波粒二象性推广到所有物质，从而彻底改变了物理学。而对于德布罗意本人来说，物理学家和贵族也是他本人身份的“二象性”。
德布罗意家族起源于皮埃蒙特，自17世纪中叶起一直担任法国国王的将军、政治家和外交官，地位显赫。为了表彰他们的贡献，路易十五在1742年授予德布罗意家族的一位先人公爵的世袭爵位。德布罗意家第一代公爵的儿子维克多·弗朗索瓦又大败神圣罗马帝国的敌人，帝国皇帝为了表彰他的功绩授予他亲王的封号。自此以后，弗朗索瓦的后人们不是亲王就是郡主。因此，德布罗意这位年轻的科学家未来有一天会成为德国亲王兼法国公爵。
1892年8月15日，路易·德布罗意出生于迪耶普，是家里4个没有夭折的孩子中最小的一个。德布罗意和兄弟姐妹在祖传大宅里接受私人教师的指导，这也与他们一家在社会上的崇高地位相称。当同龄其他男孩能列举出当时各大蒸汽机的名字时，路易已经能说出法兰西第三共和国所有部长的名字了。为了逗乐家人，路易会根据报纸上的政治报道发表演说。
他姐姐波利娜后来回忆说，大家很快就觉得路易会像当过法国总理的祖父那样“成为卓越的政治家”。
1902年，莫里斯写下了他的第一篇论文，主题是“无线电波”。这篇论文坚定了他不顾父亲反对而离开海军，彻底投入科学研究怀抱的决心。1904年，在服役9年后，莫里斯正式退出了海军。又过了两年，父亲去世，莫里斯袭爵成为第六任德布罗意公爵，不得不肩负起全新的责任。
1919年8月，路易终于离开了军队，他对自己21~27岁这6年的军旅生涯很是愤恨。这个时候，路易想要沿着自己早就选好的人生之路走下去的决心前所未有地坚定。他得到了莫里斯的帮助和鼓励，还在后者装备精良的实验室中重复了有关X射线和光电效应的那些研究。兄弟俩就如何解释正在开展的实验讨论了很长时间。莫里斯提醒路易“实验科学的教育价值”，以及“没有事实支持的科学理论毫无价值”。
1922年，爱因斯坦应朗之万邀请来巴黎做讲座，却因为整个第一次世界大战期间都待在柏林而受到了颇有敌意的接待。就在那一年，德布罗意撰写了一篇明确使用了光量子假说的论文。也就是说，在康普顿还没有就他的实验发表任何公开声明的时候，路易就已经接受了“光原子”的存在。等到康普顿这位美国人正式发表电子散射X射线的实验数据及实验分析时，德布罗意已经学会怎么和光奇怪的波粒二象性相处了。
1923年9月，德布罗意很快就意识到，如果物质拥有波的性质，那么一束电子会像一束光那样扩散出去——它们应当会出现衍射。德布罗意在那年写下的一篇简短论文中预言：“穿过小孔的一组电子会表现出衍射效应。”他竭力劝说在他哥哥私人实验室工作的优秀实验物理学家们检验这个想法，但没能成功。这些技能娴熟的实验者当时正忙着其他项目，同时也都认为这个实验实在是太难做了。
1927年1月，戴维森以新实验数据为基础，计算了电子在衍射之后的波长，并发现结果与德布罗意的波粒二象性理论一致，他俩这才有了物质的确也会像波那样衍射的决定性证据。戴维森后来承认，最初的那个实验其实是“作为一种副业”排在他为雇主做的实验之后进行的，而他的雇主当时正忙着和竞争对手打官司。
1935年，第一台商用电子显微镜在英格兰开建。
戴维森和革末忙着做实验的时候，英国物理学家乔治·佩吉特·汤姆孙也在苏格兰阿伯丁用电子束开展他的实验。他也参加了那场在牛津召开、德布罗意的工作受到广泛讨论的英国科学促进会会议。会后，对电子本质兴趣浓厚的汤姆孙立即开始通过实验探测电子的衍射现象。不过，他没有使用晶体，而是使用了一种特制薄片，这种薄片上生成的衍射图样特征完全与德布罗意的理论预言相符。
因此，物质的确有时候会表现出波的性质，在一片广阔的空间中扩散开去；其他时候又会表现出粒子的性质，固定在空间中的一个位置上。