در زمينه اندازه گيري سرعت نور دو فيزيكدان فرانسوي نقش مهمي داشتند.اين دو تن ژان برنارلئون فوكو(1819-1868م.)و لويي فيزو(1819-1896م.)نام داشتند. آنان ابتدا با هم كار مي كردند ولي پس از مدتي از هم جدا شدند. اين جدايي موفقيت هر دوي آنها را به تاخير انداخت. فيزو قبل از فوكو در اين اندازه گيري موفق شد. او با روش چرخ دندانه دارش زمان رفت و برگشت نور را در يك فاصله ي  هشت كيلومتري كه كمتر از ده ميليونيم ثانيه بود اندازه گرفت و سرعت انتشار نور را 315300كيلومتر در ثانيه به دست آورد.

يك سال بعد، فوكو  روش آينه چرخان را ، كه بسيار دقيق تر بود ، ابداع كرد. اين روش امكان ميداد  كه زمان رفت وبرگشت نور را در فاصله  چند متري اندازه بگيرند. فوكو با اين روش سرعت نور را 298187كيلومتر بر ثانيه بدست آورد كه نسبتا دقيق تر بود.(امروزه سرعت نور  مورد قبول c=299792.458 كيلومتر بر ثانيه برآورد شده است).

علاوه بر اين ،روش فوكو امكان اندازه گيري در فواصل بسيار كوتاه را داشت و مي توانست سرعت نور را در محيط هاي ديگر اندازه گيري كند.

از 1830م. ماسدونيو ملوني به كمك پيل گرما-برقي (ترمو الكتريك)كه خود مخترع آن بود،به تحقيقات طولاني روي پرتوهاي فروسرخ(زيرقرمز)پرداخت؛او نشان داد كه بازتابش و شكست اين پرتوها درست مانند نور معمولي است و نتيجه گرفت كه آنها پرتوهاي نامرئي نور هستند.به موازات اين تحقيقات،كارهايي نيز روي پرتوهاي فرابنفش انجام گرفت و سبب شد كه اين پرتوها نيز به عنوان نور نامرئي شناخته شوند.

اين پژوهش ها تاثير فوق العاده اي بر كشفيات شاخه ديگري از علم فيزيك ،يعني اختر فيزيك داشت.درواقع تجزيه و تحليل طيفي سرآغاز پيشرفت هاي عظيم در نجوم بود.در ميان ابهاماتي كه بر نخستين اكتشافات سايه افكنده بودند يكي از آنها مدت طولاني بي پاسخ ماند و آن وجود خطوط تاريك در طيف خورشيد بود.حل مسئله به صورت مطلوب توسط دو دانشمند آلماني :گوستاو روبرت ويلهلم كيرشهف(1824-1887م.)و روبرت ويلهلم بونزن(1811-1899م.)صورت گرفت كه همكاري طولاني و تنگاتنگ داشتند. آنان براي اين منظور از طيفنما(اسپكتروسكوپ)كه توسط كيرشهف اختراع شد،و از يك مشعل خاص كه سازنده آن بونزن بود (مشعل بونزن) استفاده كردند . آنان صريحا اعلام نمودند كه هر جسم ساده (عنصر) داراي خطوط طيفي مشخص مخصوص به خود مي باشد كه بستگي به طريقه بررسي آن جسم ندارد.بدين وسيله طريقه ي آساني براي تجزيه و تحليل يك جسم از راه مطالعه ي دقيق خطوط تاريكي كه در طيف جذبي اجسام تشكيل مي شد در 1860 كشف كردند كه يك عنصر دقيقا همان پرتوهايي را جذب مي كند كه مي تواند آنها را گسيل دارد..اين پديده مهم وجود خطوط تاريك در طيف خورشيد را توضيح مي داد و ثابت مي كرد كه جو خورشيد از همان عناصري تشكيل شده است كه در زمين وجود دارند.

بدين ترتيب آناليز طيفي به ظهور رسيد؛فيزيك،كاربرد جديدي در شيمي پيدا كرد و آن كشف عناصر جديد از راه مطالعه دقيق خطوط طيفي آنها بود:در1860م. بونزن و كيرشهف نمك طعام ناحيه استاسفورت (نام منطقه اي در كشور آلمان)را مورد آزمايش قرار دادندوخطوط  ناشناخته اي را در طيف حاصل از آن كشف كردند؛در نتيجه به وجود اجسام ناشناخته اي در اين نمك پي بردند وپس از عمل جداسازي طولاني ،دو عنصر روبيديم وسزيوم را از آن اخراج كردند . شيميدانان ديگر ،روش موثر آنان را تعقيب نمودند ؛از جمله سرويليام كروكس فيزيكدان وشيميدان انگليسي(1832-1919م.)عنصر تاليوم را در 1862 كشف كرد؛عنصر اينديوم در 1864م. توسط رايش و ريشتر آلماني و عنصر گاليوم در 1876م. توسط لوكوك _دو_بوآبودران فرانسوي كشف شد.

ستاره شناسان نيز از اين روش استقبال كردند؛ با استفاده از طيفنما در وسايل كار خود ، توانستند طيف هاي ستارگان مختلف را مورد بررسي قرار دهند و تركيب شيميايي آنها را ، كه نيم قرن پيش حتي تصور آن را نمي كردند و افسانه بود،پيدا كنند.

در1868 سر جوزف نورمن لاكير منجم انگليسي (1836-1920م.)(كه از پيشروان تحقيق طيفي در ستارگان است)و ژول ژانسن منجم و فيزيكدان فرانسوي (1824-1907م.)(كه ماموريت هاي علمي متعددي از جمله تعيين استواي مغناطيسي در كشور پرو و مطالعه در مغناطسي زمين در جزاير آسور انجام داد و رصدخانهاي در مونمارتر تاسيس كرد)همزمان خطوط طيفي غير منتظره اي در طيف خورشيد مشاهده كردند و به وجود عنصر ناشناسي در اطراف خورشيد پي بردند كه هليوم ناميده شد؛اين نتيجه در 1895م.توسط سرويليام رمزي شيميدان اسكاتلندي (1852-1916م.)كه هليوم را كشف كرد،مورد تاييد قرار گرفت.

علاوه بر اينها، به كمك طيفنمايي سرعت حركت ستارگان نسبت به زمين معين شد: كريستيان يوهان دوپلر (1803-1853م.)،فيزيكدان و رياضيدان اتريشي در سال 1842 اصلي را بيان كرد كه به موجب آن ارتفاع صوتي كه به گوش يك شنونده مي رسد در نتيجه حركت نسبي شنونده و منبع توليد صوت تغيير مي كند (اثر دوپلر)؛در1848فيزو اين اصل را در مورد امواج نور تعميم داد،از همين رو اصل تعميم يافته ي دوپلر را اصل دوپلر-فيزو نيز مي نامند.تغيير بسامد(فركانس)نوري كه از ستارگان به زمين مي رسد به جابجايي جزئي خطوط طيفي آنها و در نتيجه تغيير طول موج مربوط به اين خطوط تعبير مي شود كه منجر به اندازه گيري سرعت حركت ستاره در امتداد شعاع رؤيت آن مي گردد.بر اين اساس ،در 1868م. براي نخستين بار سرعت حركت يك ستاره اندازه گرفته شد.

نظريه ي كوانتومي نور كه فرض مي كندنور متشكل از جريان ذرات بسيار كوچك يا كوانتومها است در 1900توسط ماكس پلانك پيشنهاد شد تا حقايقي جديد را توضيح دهدو لذا آغازگرانقلابي جالب شدكه فيزيك قرن نوزدهم را به كلي دگرگون كرد.

اما اين سؤال همچنان باقي ماند كه آيا نور را بايد به عنوان ذرات توصيف كرد يا امواج.بعضي خواص-به عنوان مثال تفرق وتداخل- پديده هايي موجي بودند كه مي توانستند فقط با امواج همراه باشند.از طرف ديگر، روشي كه نور با سيستم هاي اتمي تعامل دارد پديده فوتوالكتريك و وجود خطوط طيفي منفصل،بر حسب ذرات قابل توصيف بود.پس ووضعيت هاي متفاوت مستلزم توصيف هاي متفاوت و ظاهرا متناقض بود.

با پيشرفت نظريه كوانتوم، رياضيات تا حدي به نجات آمد.نوشتن معادلاتي امكان پذير شد كه بيانگر بسته هاي موج هستند،گروه هايي از موج كه در فضا محدود شده اند چنان كه گويي ذراتي هستند.سپس معادله ي شرودينگر ارائه شد كه طبيعت موجي رفتار ماده را توصيف مي كرد،وبالاخره معادله اي توسط پال ديراك عرضه شد كه تابش الكترومغناطيسي و مكانيك كوانتومي را به شيوه اي فوق العاده دقيق وفق مي داد.

ديراك به طور قاطع به توضيح رياضي اش چسبيد،و با دقت از معرفي هر نوع مدل تصويري يا تصوير ذهني از پديده هاي توصيف شده به وسيله ي علائم رياضي پرهيز كرد؛ او توضيح داد كه تصاوير ذهني را نمي توان بدون وارد كردن كميات نامربوط تبيين كرد.

تصاوير ذهني يا مدل هاي فيزيكي ،عليرغم محدوديت هايشان،بخشي اساسي از شناخت علمي ما را تشكيل مي دهند.گرچه دوگانگي نهفته در طبيعت نور پذيرفته مي شود،وگرچه نظر معتبري داريم كه در چه شرايطي مدل موجي يا ذره اي نور را مي توان بكار برد،در سطح توصيف مدل، پارادوكسي كه به وسيله ي دو مدل متضاد مطرح مي شود باقي مي ماند.