빛의 회절과 간섭은, 빛의 파동성을 나타낸다. 물론 파동에서 보았듯이, 파동은 미시적 입자들의 단체적 움직임(진동)이 전달되는 거시적 현상이다.
파동의 회절과 간섭에 대해서는 앞서 이야기했기 때문에, 광학기기의 분해능(angular resolution)[1]에 대해서만 짧게 언급하기로 한다. 가시광선의 파장은 수백 nm(나노미터) 정도이며, 광학기기는 빛의 회절에 의해서 분해능의 한계가 있다. 과학적으로 계산하면, 분해능은 파장에 반비례하며 본질적으로 대략 파장의 반 정도 떨어진 두 점을 구분할 수 있다. 현미경은 가시광선의 회절에 의한 분해능의 한계에 다다르기 전에, 아주 작은 영역을 관찰하기에는 너무 어두워서 관찰하기 힘들어진다. 관찰대상을 비추는 빛의 세기는 관찰하려는 면적에 반비례하기 때문에, 작은 영역에 도달하는 빛이 감소하며 어두워지는 것이다. 빛의 세기를 높이는 기술적 어려움도 있지만, 빛의 세기를 높일수록 시료가 타버린다든가 하는 변형이 심해진다. 정밀한 렌즈 제작의 어려움까지도 고려하면, 현실적으로 광학현미경의 배율은 2천 배를 넘기 힘들다.
작은 영역을 관찰하기 위한 전자현미경은 전자의 파동성을 이용한 것으로, 전자현미경에 사용되는 전자의 파장은 가시광선보다 10만 배 정도 작은 만큼 분해능이 뛰어나다. 여러 이유 때문에, 광학현미경보다 분해능이 10만 배로 높아지지는 않으며, 전자현미경은 광학현미경과 달리 흑백 이미지로 촬영된다. 최근엔 광학현미경의 한계를 넘는 형광현미경을 이용하여 6nm 수준까지 광학적으로 관찰할 수 있는 기술로 2014년도 노벨 화학상을 받는 등 배율을 높이려는 새로운 시도들이 있다.
빛은 매질을 필요로 하지 않으면서 파동성을 갖는 필드이기 때문에 빛의 회절현상을, 고전적인 파동과 같이 호이겐스 원리로 이해할 수는 없다.[2] 현대물리학의 관점에서 빛은 양자전기역학(QED quantum electrodynamics)으로 기술되며, QED는 양자장론의 한 분야로써 파인만의 경로적분 관점에서 빛의 회절을 설명할 수도 있다.
[2] 호이겐스의 원리는 자연의 근본원리 혹은 파동을 설명하는 근본원리로 볼 수는 없다. 당시에 분자와 같은 미시적 물질의 존재를 인식하고 이론을 펼칠 수 없기 때문에, 파동의 회절을 설명하기 위하여 하나의 자연원리로 가정하였을 뿐이다. 현재의 관점에서 보면, 호이겐스 원리는 미시적 물질(분자 등)의 진동이 매질(미시적 물질로 이루어진 공간)을 따라 전파될 때, 특별한 방향성을 가질 필요가 없기(등방성) 때문이라는 물리적 자연스러움으로 이해할 수 있다. 그런데, 빛은 매질의 진동이 아니라 자체적으로 진동하는 장이므로, 파동의 전달과 파형에 대해서 호이겐스의 원리라는 관점에서 설명하는 것과 다른 점이 있다.