进入1800年，英国医生托马斯·杨和法国工程师菲涅耳的工作，使波动说又重新抬头，并取得了胜利。
1800年，杨在《声学和光学的大纲和实验》的论文中，根据光的波动本性解释了牛顿环现象，并描述了双缝实验。杨氏让一束狭窄的光束，穿过两个十分靠近的小孔后，再投射到一块请用自己的话描述一下双缝实验。
白布屏上。如果光是由微粒组成的，可以想象穿过小孔的两束光在屏上互相重叠的部分，由于微粒积聚的多，就应该更亮一些。可是实验结果显示的却不是这样。两束光在屏上的重叠部分显示出一系列明暗交替的条纹。在出现暗条纹的那些地方，光微粒跑到哪儿去了呢？这种现象是微粒说无法解释的。根据波动观点，当频率、振动方向相同，并且有恒定相位差的两列波相遇时，会发生干涉现象。当两列波经过不同的路程到达空间某一点时，如果一列波的波峰与另一列波的波谷相遇，在这些地方，两列波叠加的结果将使合成的波的振幅最小。光的亮度与光波振幅的平方成正比。两列光波相遇后合振幅最小的地方就是出现暗条纹的地方。
菲涅耳也进行了波动光学的研究工作，他提出了惠更斯—菲涅耳原理，并根据这一原理解释了光在各向同性介质中的直线传播，他还以波动观点解释了光的衍射现象。法国的马吕斯（1775年～1812年）在1808年的一个傍晚，通过冰洲石观察落日从窗户玻璃上的反射时发现，当把晶体绕视线转动时，双折射产生的两个像的相对强度在改变，由此他发现了光的偏振现象，不过他本人认为这是对光的波动说的一种否定。
英国光学家布鲁斯特（1781年～1868年）很成功地对晶体的偏振现象进行了考察。他是二轴晶体的偏振定律和被压缩的双折射定律的发现者。但是他和马吕斯一样是一个坚定的微粒说的拥护者。
这一时期，还诞生了光谱分析，这一光学分支，光谱分析基础的奠基人是德国物理学家夫琅和费、基尔霍夫和本生等人。
光谱分析对天文学的发展起过重要推动作用。1814年～1817年夫琅和费利用阳光照亮的窄缝作为白光源，应用很好的棱镜，发现在太阳光谱的背景上分布着500多条暗线（现在已经发现近3万多条）。夫琅和费又制备了光栅，第一个观察到光栅光谱，通过光栅的衍射第一次测量了暗线的波长。这些暗线后来称为夫琅和费线。继夫琅和费之后，火焰光谱，蜡烛光谱以及其他光谱相继发现，积累了大量的实验数据和资料。
基尔霍夫（1824年～1887年）以其特有的才能和本生（1811年～1899年）一道从纯经验的摸索和光谱数据的积累过渡到严格的理论描述和对被观察的事实的分析。基尔霍夫发现了光谱转换的现象，并且解释了吸收光谱的性质。以后他与本生用实验方法人工再现了夫琅和费线，用光谱发现了新金属“铯”和“铷”。基尔霍夫对夫琅和费线的解释不仅是划时代的，并且制造了分析光谱的强有力工具——第一台分光计，从而为光谱学的研究打下了坚实的基础。在以后的数十年里，光的弹性以太理论继续发展，这种用力学语言来表述光现象的企图，由于指导思想的错误，理所当然地遇到了一系列的困难。一直到场的概念建立起来并证明了光也是一种电磁波之后，光的波动说的基础才稳固起来。
