英国人克鲁克斯（1832～1919）在1879年,发现阴极射线是一种高速带电粒子流．后来,汤姆生将这种微粒称为电子．1906～1914年间,美国人密立根,测出了精确的电子电量值。

电子是人类发现的第一个基本粒子,它是古代原子论者和道尔顿都不曾想到过的东西,预示着原子还存在着不同的成分．继电子之后,物理学家们至今已发现了400 多种基本粒子。

1895年,德国人伦琴（1845～1923）研究阴极射线激发玻璃壁发生荧光时,偶然发现放电管附近用黑纸密封的照相底片感光了,这说明管内发出了一种能穿透底片封层的射线．他称这种新的射线为X 射线。

X 射线很快被应用于医学上的体内异物诊断,并进而用于透视诊病和工业方面的检验分析。

法国人柏克勒尔通过反复实验,发现铀盐本身具有放射性质．法国人皮埃尔·居里（1859～1906）和他的波兰妻子玛丽·居里（1867～ 1834）在了解了柏克勒尔的工作后,发现了新的放射性元素钍,接着又从沥青铀矿中分离出了放射性比铀强400 倍的钋（取此名以纪念居里夫人的祖国波兰）．经过45 个月的艰苦努力,1902年,居里夫妇从几吨青铀矿渣中分离出0.12 克的氯化镭,它的放射线是铀的200 万倍! 它几乎能穿透一切东西。

德国犹太人爱因斯坦（1879～1955）于1905年在瑞士发表了《关于光的产生与转化的一个启发性观点》一文,提出辐射在传播过程中的能量也是不连续的,并称传播中的能量子为＂光量子＂（后来又称为光子）．爱因斯坦的光量子理论把光的粒子性和波动性统一起来了,这种统一表现在光子的能量与光波的频率不可分割地联系在一起．至此,人们认识到光具有波粒二象性,在传播过程中,光表现为波动,在同物质相互作用的过程中,光则表现为光量子。