Na początku dziewiętnastego wieku Thomas Young i Augustin-Jean Fresnel zademonstrowali dyfrakcję oraz interferencję światła i od 1850 roku modele falowe zostały powszechnie zaakceptowane. W 1865 roku James Clerk Maxwell wysunął przypuszczenie, że światło jest falą elektromagnetyczną. Hipoteza ta została potwierdzona eksperymentalnie w 1889 roku przez Heinricha Hertza, który odkrył fale radiowe. To ostatecznie zadecydowało o odrzuceniu cząsteczkowego modelu światła.

Teoria falowa Maxwella nie wyjaśnia jednak wszystkich własności światła. Teoria ta przewiduje, że energia fali świetlnej zależy wyłącznie od jej natężenia i nie ma związku z jej częstotliwością. Pomimo to szereg różnych, niezależnych eksperymentów pokazuje, że energia przekazywana atomom przez światło zależy wyłącznie od częstotliwości światła, a nie od jego natężenia. Na przykład niektóre reakcje chemiczne są wyzwalane tylko przez światło o częstotliwości wyższej od pewnej wartości progowej, a światło o częstotliwości niższej od progowej, bez względu na jego natężenie, nie zapoczątkuje reakcji.