显微镜最初是同可见光的使用相联系的，可见光就是人的视觉所能够感受的光的部分，光的波长大约从380纳米到760纳米，根据波长从长到短依次分为红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫。光的波长越短，能量越大；反之波长越长，能量越小。
        然而在接近光的波长水平来研究光学现象时，几何光学就无法解释所发生的现象，光就必须完全当做一种波动现象来加以对待，光的衍射和干涉现象就是波动光学最明显的例证。光的衍射是指光波能绕过障碍物而继续向前传播的现象，当一束平行光线通过一个窄缝时并不在窄缝的后面产生一条直线，这种现象是人所共知的。当把一个光栅放在物台上，严格的聚焦并关闭孔径光栏，然后移出目镜进行观察，这时就会看到在孔径光栏明亮的像左右，会出现一系列逐渐变暗的次级像彩色环；当把光栅从光路中移出时次级像就消失了，而只保留中间明亮的像，这个中间的像是根据几何光学产生的，而次级像彩色环则是光的衍射和干涉的结果。