Результаты своих наблюдений Ломоносов и Браун доложили 6 сентября 1760 года на годичном собрании в Академии наук. Браун выступил с описанием внешних условий опыта, Ломоносов взял на себя изложение теоретических вопросов.
Ломоносов подчеркивал заслуги Брауна в этом выдающемся открытии, так как желал защитить его от недобросовестных нападок и происков тех академиков, которым была поперек горла их давнишняя дружба. В 1764 году в составленной им «Истории Академической канцелярии» Ломоносов писал, вспоминая об этом: «А что на Брауна уже не первой раз они нападают за его несклонность к их коварствам, то свидетельствует их поступок, когда он ртуть заморозил: ибо Миллер писал в Лейпциг именем Академии без ее ведома, якобы начало его нового опыта произошло от профессора Цейгера и Епинуса; и Брауну, якобы по случаю, удалось как петуху сыскать жемчужное зерно».
Создавая целостную физическую картину мира, Ломоносов не мог обойти вопроса о природе света, тем более, что оптика была его подлинной страстью. В своем «Слове о происхождении Света», произнесенном 1 июля 1756 года, Ломоносов поднимал острые и спорные вопросы физики. Он не сомневался в том, что свет представляет собою движение материи. Но на этот счет существовало два мнения: «Первое Картезиево, от Гугения подтвержденное и изъясненное; второе от Гассенда, начавшееся и Невтоновым согласием и истолкованием важность получившее. Разность обоих мнений состоит в разных движениях. В обоих поставляется тончайшая, жидкая, отнюдь неосязаемая материя. Но движение от Невтона полагается текущее и от светящихся тел, наподобие реки во все стороны разливающееся; от Картезия поставляется беспрестанно зыблющееся без течения».
Христиан Гюйгенс (или Гугений, как его называл Ломоносов) в своем трактате «О свете», написанном в 1678 году, представлял себе передачу света на расстоянии как ряд ударов в покоящиеся упругие частицы эфира, по которым и распространяется движение. По этим частицам может передаваться множество пересекающихся волн, не сливаясь и не уничтожая друг друга. Гюйгенс пояснил это наглядным примером: «Если одновременно ударить по ряду с двух противоположных концов равными шарами… то каждый из них отскочит с тою же скоростью (с какой он шел), а ряд весь останется на месте, хотя движение и прошло по всей длине его в том и другом направлении».
Ломоносов был близок к такому пониманию эфира, предполагающему наличие во всемирном пространстве сплошной упругой среды. В набросках по теории электричества он высказывает мысль, что «частички, составляющие эфир, всегда все находятся в соприкосновении с соседними наиболее близкими». Эти частички «имеют шаровидную фигуру». Свет распространяется через огромное пространство в нечувствительный момент времени. «Колеблющееся движение, коим через эфир распространяется свет, не может иначе происходить, как если одна корпускула ударит в другую корпускулу; а ударить не может, если не прикоснется».
Ломоносов защищал волновую теорию света. Но в его время как раз восторжествовала теория Ньютона. Ньютон считал, что всякое светящееся тело испускает мельчайшие частицы, или корпускулы, особой световой материи. При переходе в более плотную среду частицы должны были испытывать притяжение. При этом скорость их должна была увеличиться, а отсюда следовало, что скорость света в более плотной среде (например, в воде) должна быть больше, чем в менее плотной. Этим можно было объяснить законы преломления света; но чтобы объяснить отражение света, Ньютон должен был приписать материальной среде, принимающей свет, еще и отталкивающую силу. Ньютон считался со взглядами Гюйгенса. Он угадывал относительную справедливость и вместе с тем неполноту каждой из соперничавших теорий. Последователи Ньютона уже не сознавали внутренних противоречий отстаиваемой ими теорий истечения. Волновая теория света была отброшена и отрицалась большинством западноевропейских ученых. Ломоносова не ослепил авторитет Ньютона. В «Слове о происхождении Света» он приводит много доводов против теории истечения света и утверждает, что она не согласуется с законами механики и повседневным опытом.