Une représentation simple du dispositif consiste en une source de rayonnement unique qui éclaire un diaphragme muni de deux fentes dont la dimension n'est pas trop importante par rapport à la longueur d'onde du rayonnement. La figure d'interférence se forme sur un écran placé dans le champ d'interférences comme illustré ci-dessous (Fig.1).

Fig.1 : expérience d'interférences lumineuses par le dispositif de fentes d'Young, la figure d'interférences est montrée dans le cadre à droite.

L'expérience trouve pleinement sa justification grâce au modèle ondulatoire de la lumière. En effet, l'onde primaire, au passage des fentes donne lieu à deux ondes secondaires qui se recouvrent pour former une figure d'interférences. Les fonctions d'onde associées aux champs électriques des deux ondes qui interférent sont données par:

Les amplitudes sont désignées par et les phases des ondes comportent la pulsation , le vecteur d'onde , les phases à l'origine et les vecteurs positions reliant les fentes aux points (M) du champ d'interférences. La vibration résultante en un point M est définie par :

et l'intensité de l'onde résultante en M est :

ou encore :

Avec les intensités des ondes qui interfèrent et leur déphasage. A noter que la présence du terme en cos ( ) est indispensable pour assurer l'existence du phénomène d'interférences.

Ainsi, la nature ondulatoire de la lumière permet d'expliquer tous les aspects liés aux phénomènes d'interférences. Cependant, il convient de souligner que l'expérience ci-dessus est réalisée avec un flux lumineux suffisamment intense pour donner l'impression d'une figure ou la répartition de la lumière est continue. La réalisation de l'expérience avec un très faible flux lumineux ou en utilisant un temps d'exposition très bref pour une plaque photographique servant d'écran permet de nuancer l'aspect ondulatoire et de considérer l'éventualité d'un aspect corpusculaire du rayonnement pour décrire la figure d'interférences.

Les moyens expérimentaux pour produire et détecter un rayonnement sont suffisamment développés actuellement pour permettre d'avoir un flux lumineux des plus faibles et une détection très sensible. C'est ce type d'expériences qui a été illustré sur la figure 2 où l'image recueillie de la figure d'interférence montre des impacts localisés. La densité d'impacts croit avec le temps d'enregistrement de l'image et permet de reproduire une figure d'interférence à l'aspect continu parfaitement justifiable par la nature ondulatoire décrite ci-dessus. Or, au regard de la nature corpusculaire du rayonnement démontrée par l'effet photoélectrique et l'effet Compton, les impacts localisés et bien résolus sur la figure d'interférence sont liés aux photons qui constituent tout rayonnement. La nature corpusculaire du rayonnement peut être justifiée au début de la formation de la figure d'interférence et tant que la répartition lumineuse n'a pas atteint son aspect continue. Dans ce cas, la nature ondulatoire est requise pour l'analyse de la figure formée.

Fig.2 : Schéma très simplifiée du caractère corpusculaire du rayonnement lors d'une expérience d'interférences. Impacts localisés et aléatoires à faible flux enregistré et apparence d'une figure de franges d'interférences après un temps d'enregistrement suffisamment long ou par l'utilisation d'un flux lumineux important