Elektrony wykazują zarówno właściwości falowe, jak i cząsteczkowe, co jest koncepcją znaną jako dualizm korpuskularno-falowy. Ta dwoistość oznacza, że w niektórych eksperymentach elektrony zachowują się jak cząstki, wykazując dyskretne uderzenia w detektor, podczas gdy w innych wykazują cechy falowe, takie jak wzory interferencyjne i dyfrakcyjne. To podwójne zachowanie jest podstawowym aspektem mechaniki kwantowej, gdzie cząstki w skali atomowej i subatomowej nie pasują dokładnie do klasycznych definicji cząstek lub fal.
Sama energia elektryczna nie jest wyłącznie falą ani cząstką, ale wiąże się z przepływem elektronów, które wykazują dualizm falowo-cząsteczkowy. Ruch elektronów w przewodniku stanowi prąd elektryczny, a związane z nim pola elektromagnetyczne mogą rozprzestrzeniać się w postaci fal. W przypadku prądu przemiennego (AC) te pola elektromagnetyczne oscylują, tworząc zachowanie przypominające falę. Zatem chociaż nośniki ładunku (elektrony) mają podwójne właściwości, ogólne zjawisko elektryczności obejmuje zarówno aspekty cząsteczkowe (przepływ prądu), jak i falowe (pola elektromagnetyczne).
Koncepcję, że elektrony są zarówno falami, jak i cząstkami, wprowadził Louis de Broglie. W 1924 roku de Broglie zaproponował, że cząstki takie jak elektrony mają naturę falową, charakteryzującą się długością fali związaną z ich pędem. Pomysł ten został później potwierdzony eksperymentami, takimi jak eksperymenty dyfrakcji elektronów przeprowadzone przez Davissona i Germera, które wykazały falowe zachowanie elektronów. Hipoteza De Broglie odegrała kluczową rolę w rozwoju mechaniki kwantowej.
Tak, elektrony mogą poruszać się jako fale, o czym świadczy ich zdolność do wykazywania wzorów interferencyjnych i dyfrakcyjnych. Te falowe zachowania są widoczne w eksperymentach, takich jak eksperyment z podwójną szczeliną, w którym elektrony przechodzące przez dwie szczeliny tworzą na ekranie wzór interferencyjny podobny do tego wytwarzanego przez fale świetlne. Ten ruch falowy opisuje funkcja falowa w mechanice kwantowej, która obejmuje rozkład prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w określonym miejscu.
Cząstka rzeczywiście może wykazywać właściwości falowe, co jest zjawiskiem opisanym przez dualizm korpuskularno-falowy w mechanice kwantowej. Zgodnie z tą zasadą cząstkom takim jak elektrony, fotony i inne cząstki subatomowe przypisane są funkcje falowe, które opisują ich zachowanie w kategoriach prawdopodobieństwa. Ta dwoistość oznacza, że cząstki mogą wykazywać cechy charakterystyczne dla fal, takie jak interferencja i dyfrakcja, w zależności od rodzaju prowadzonego pomiaru lub eksperymentu. Dualizm falowo-cząsteczkowy jest kamieniem węgielnym mechaniki kwantowej, podważającym klasyczne rozróżnienia między falami i cząstkami.