Elektronlar, dalga-parçacık ikiliği olarak bilinen bir kavram olan hem dalga benzeri hem de parçacık benzeri özellikler sergiler. Bu ikilik, bazı deneylerde elektronların parçacıklar gibi davranarak dedektör üzerinde ayrı etkiler gösterdiği, diğerlerinde ise girişim ve kırınım desenleri gibi dalga benzeri özellikler sergiledikleri anlamına gelir. Bu ikili davranış, kuantum mekaniğinin temel bir yönüdür; burada atomik ve atom altı ölçeklerdeki parçacıklar, klasik parçacık veya dalga tanımlarına tam olarak uymaz.
Elektriğin kendisi kesinlikle bir dalga ya da parçacık değildir, ancak dalga-parçacık ikiliği sergileyen elektronların akışını içerir. Elektronların bir iletken boyunca hareketi bir elektrik akımı oluşturur ve ilgili elektromanyetik alanlar dalgalar halinde yayılabilir. Alternatif akım (AC) elektriğinde bu elektromanyetik alanlar salınım yaparak dalga benzeri davranışlar üretir. Dolayısıyla, yük taşıyıcıları (elektronlar) ikili özelliklere sahipken, elektriğin genel olgusu hem parçacık benzeri (akım akışı) hem de dalga benzeri (elektromanyetik alanlar) yönleri kapsar.
Elektronların hem dalga hem de parçacık olduğu kavramı Louis de Broglie tarafından ortaya atılmıştır. 1924’te de Broglie, elektronlar gibi parçacıkların, momentumlarıyla ilişkili bir dalga boyuyla karakterize edilen bir dalga doğasına sahip olduğunu öne sürdü. Bu fikir daha sonra Davisson ve Germer tarafından yürütülen ve elektronların dalga benzeri davranışını gösteren elektron kırınım deneyleri gibi deneylerle doğrulandı. De Broglie’nin hipotezi kuantum mekaniğinin gelişiminde çok önemli bir rol oynadı.
Evet, girişim ve kırınım desenleri sergileme yeteneklerinin de gösterdiği gibi, elektronlar dalgalar halinde hareket edebilirler. Bu dalga benzeri davranışlar, iki yarıktan geçen elektronların ekranda ışık dalgalarının ürettiğine benzer bir girişim deseni oluşturduğu çift yarık deneyi gibi deneylerde açıkça görülmektedir. Bu dalga hareketi, kuantum mekaniğindeki, belirli bir konumda bir elektron bulmanın olasılık dağılımını kapsayan bir dalga fonksiyonu ile tanımlanır.
Bir parçacık gerçekten de dalga benzeri özellikler sergileyebilir; bu, kuantum mekaniğinde dalga-parçacık ikiliğiyle tanımlanan bir olgudur. Bu prensibe göre elektronlar, fotonlar ve diğer atom altı parçacıklar, davranışlarını olasılıklar cinsinden tanımlayan ilişkili dalga fonksiyonlarına sahiptir. Bu ikilik, yapılan ölçüm veya deneyin türüne bağlı olarak parçacıkların girişim ve kırınım gibi tipik dalga özelliklerini gösterebileceği anlamına gelir. Dalga-parçacık ikiliği, dalgalar ve parçacıklar arasındaki klasik ayrımlara meydan okuyan kuantum mekaniğinin temel taşıdır.