19-ആം ശതകത്തിന്റെ അവസാനദശകത്തിലെ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളാണ് എക്സ്റേയും റേഡിയോ ആക്റ്റിവതയും ഇലക്ട്രോണും. 1895-ൽ, റോൺജൻ എന്ന ജർമൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ എക്സ്റേ (X-ray) കണ്ടുപിടിച്ചു. അലൂമിനിയം തകിടിൽ കാഥോഡ് കിരണങ്ങൾ (cathode rays) പതിയുമ്പോൾ അതിൽനിന്നും അദൃശ്യമായ എക്സ്റേകൾ പുറപ്പെടുമെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ചു. തുടർന്ന് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ, തരംഗദൈർഘ്യം (wave length) കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങൾ (electromagnetic waves) ആണ് എക്സറേ എന്നും അവയ്ക്ക് പദാർഥങ്ങളെ തുളച്ചു കടക്കാൻ കഴിവുണ്ടെന്നും അവ പ്രതിദീപ്തിയും (fluorescence) സ്ഫുരദീപ്തിയും (phosphorescence) സൃഷ്ടിക്കുമെന്നും സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു. 1896-ൽ ഹെന്റി ബെക്വറൽ എന്ന ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ റേഡിയോ ആക്റ്റിവത കണ്ടുപിടിച്ചു. റോൺജന്റെ എക്സ്റേ ട്യൂബിൽ കാഥോഡ് കിരണങ്ങൾ വന്നിടിക്കുമ്പോൾ ട്യൂബിന്റെ ഭിത്തികളിൽനിന്നുമാണ് എക്സ്റേ കൂടുതലും പുറപ്പെടുന്നത്. ഇതേത്തുടർന്ന് സ്ഫടികഭിത്തികളിൽ പ്രതിദീപ്തിയും ദൃശ്യമായിരുന്നു. പ്രതിദീപ്തിയെപ്പറ്റി ബെക്വറൽ പഠനങ്ങൾ നടത്തിയിരുന്നു. എക്സ്റേയുടെ ഉത്പാദനവും പ്രതിദീപ്തിയും തമ്മിൽ ബന്ധമുണ്ടായിരിക്കണമെന്ന അനുമാനത്തോടെ നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങളാണ് യുറേനിയത്തിന്റെ റേഡിയോ ആക്റ്റിവത കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിന് അദ്ദേഹത്തെ സഹായിച്ചത്. യുറേനിയത്തിന്റെ ഒരു ലവണം (Uranium salt) പൊതിഞ്ഞുവച്ചിരുന്ന ഫൊട്ടോഗ്രാഫിക് പ്ളേറ്റ് ഡെവലപ് ചെയ്തുനോക്കിയപ്പോൾ, അതിൽ യുറേനിയ ലവണത്തിൽനിന്ന് പുറപ്പെടുന്ന അദൃശ്യകിരണങ്ങളുടെ അടയാളങ്ങൾ (radioactive rays) കണ്ടെത്തി. റേഡിയോ ആക്റ്റിവത യുറേനിയത്തിന്റെ മാത്രം സവിശേഷതയല്ലെന്നും മറ്റു പല വസ്തുക്കളും റേഡിയോ ആക്റ്റിവങ്ങളാണെന്നും പിന്നീട് കണ്ടു. തുടർന്നു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽനിന്നും റേഡിയോ ആക്റ്റിവകിരണങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത സ്വഭാവങ്ങളോടുകൂടിയ α (ആൽഫ),β (ബീറ്റ),γ (ഗാമ) എന്നീ മൂന്നുതരം വികിരണങ്ങൾ (radiations) അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്നു ബോധ്യമായി.

1897-ൽ ജെ.ജെ. തോംസൺ ഇലക്ട്രോൺ കണ്ടുപിടിച്ചതായി പ്രസ്താവിക്കപ്പെടാറുണ്ടെങ്കിലും, യഥാർഥത്തിൽ ഏതാണ്ട് 50 വർഷക്കാലത്തെ - മൈക്കേൽ ഫാരഡെ വൈദ്യുതവിശ്ളേഷണ നിയമങ്ങൾ കണ്ടുപിടിച്ചതു മുതൽ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാർജ് കൃത്യമായി മില്ലിക്കൻ തിട്ടപ്പെടുത്തിയതുവരെ - നിരവധി പേരുടെ നിരീക്ഷണഫലമാണ് ഇലക്ട്രോൺ കണ്ടുപിടിത്തം. ജെ.ജെ. തോംസന്റേയും സഹപ്രവർത്തകരുടെയും പരീക്ഷണങ്ങൾ ഋണ(negative)ചാർജും ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് 1/2000 അംശം ഭാരമുള്ള ഇലക്ട്രോൺ കണങ്ങളുടെ അസ്തിത്വവും ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടനയിൽ അവയ്ക്കുള്ള സ്ഥാനവും സ്ഥാപിക്കുന്നതിന് സഹായകമായി. ഇലക്ട്രോണിന്റെ ആപേക്ഷിക ചാർജ് (specific charge)- അതായത് ചാർജും ദ്രവ്യമാനവും തമ്മിലുള്ള അംശബന്ധം-കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള തോംസന്റെ പരീക്ഷണത്തെയും അതിന്റെ ചാർജ് കൃത്യമായി നിർണയിക്കുന്നതിന് മില്ലിക്കൻ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളെയും തുടർന്ന് എച്ച്.എ. ലോറൻസ് തന്റെ ഇലക്ട്രോൺസിദ്ധാന്തം (electron theory) ആവിഷ്കരിക്കുകയുണ്ടായി. ലോറൻസ് സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ നേട്ടം, അതിന് സീമാൻ പ്രഭാവ (Zeeman Effect)ത്തെ തൃപ്തികരമായി വിശദീകരിക്കുവാൻ കഴിഞ്ഞു എന്നുള്ളതാണ്. 1896-ലാണ് സീമാൻപ്രഭാവം കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടത്. ഒരു കാന്തികമണ്ഡലത്തിനു സമാന്തരമായി വീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു സ്പെക്ട്രരേഖ (spectral line) രണ്ടായി വേർതിരിഞ്ഞും കുറുകെ വീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നപക്ഷം മൂന്നായി വേർതിരിഞ്ഞും നിശ്ചിത ധ്രുവണ(polarisation) സ്വഭാവത്തോടുകൂടിയും കാണപ്പെടുന്നതിനെയാണ് 'നോർമൽ സീമാൻ പ്രഭാവം' (Normal Zeeman Effect) എന്നു പറയുന്നത്. ലോറൻസിന്റെ സിദ്ധാന്തം നോർമൽ സീമാൻ പ്രഭാവത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ പര്യാപ്തമായെങ്കിലും കൂടുതൽ വിശദമായ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലമായി പിന്നീട് കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട 'അനോമലസ് സീമാൻ പ്രഭാവ' (Anomalous Zeeman Effect)ത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ അതു പരാജയപ്പെട്ടു. എങ്കിലും സീമാന്റെ കണ്ടുപിടിത്തവും, ലോറൻസിന്റെ വിശദീകരണവും അണുഭൌതികവിജ്ഞാനീയത്തിന്റെ പ്രായോഗിക-സൈദ്ധാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളിൽ തുടർന്നുള്ള ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് പ്രചോദനം നല്കുകയുണ്ടായി.

ഇലക്ട്രോണിന്റെ അസ്തിത്വം അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടതോടെ ആറ്റത്തിന് ഒരു സൂക്ഷ്മഘടന ഉണ്ടെന്നും ഇലക്ട്രോൺ, ആറ്റത്തിന്റെ ഒരു ഘടകമാണെന്നും ഉള്ള വിശ്വാസം ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കിടയിൽ പ്രബലമായി. ആറ്റം, വൈദ്യുതിയുടെ കാര്യത്തിൽ 'ന്യൂട്രൽ' (neutral) ആയതിനാൽ അതിലെ ഇലക്ട്രോൺ ചാർജിനു തുല്യം ധന (positive) ചാർജും ആറ്റത്തിൽ ഉണ്ടായിരിക്കണമെന്ന തത്ത്വത്തെ ആദരിച്ച് പല അണുമാതൃകകളും (atom ic models) നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടു. ജെ.ജെ. തോംസന്റെ മാതൃകയിൽ, ധനവൈദ്യുതി നിറച്ച ഒരു ഗോളവും അതിൽ അങ്ങിങ്ങുസ്ഥാനംപിടിച്ചിട്ടുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും ഒരു ആറ്റത്തിൽ ചേർന്നിരിക്കുന്നു. പെറിൻ ആകട്ടെ, ആറ്റത്തിന് സൌരയൂഥത്തിന്റെ മാതൃകയിലുള്ളൊരു ഘടന നിർദ്ദേശിച്ചു-ധനചാർജ് വഹിക്കുന്ന ഒരു കേന്ദ്രവും ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളും. ഈ മാതൃകകളെല്ലാംതന്നെ പരിചിതമായ സ്ഥൂലവസ്തുക്കളുടെ ചലനങ്ങളെ ഭരിക്കുന്ന യാന്ത്രിക നിയമങ്ങളും (mechanical laws) വിദ്യുത് കാന്തിക നിയമങ്ങളും അനുസരിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്നവയായിട്ടാണ് അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ടത്. ഈ സമീപനം തെറ്റായിരുന്നുവെന്ന് പിന്നീടു ബോധ്യമായി.

ബോർ സിദ്ധാന്തം
പുതിയ ആശയങ്ങൾ
അണുഭൗതികത്തിലെ ഗവേഷണങ്ങൾ
ന്യൂക്ളിയർ ആറ്റം മോഡൽ