A 19. század több olyan nevezetes kísérleti felfedezést hozott, amely döntően befolyásolta az egész fizika fejlődését. J. J. Thomson megállapította, hogy minden anyag atomjainak lényeges alkatrészét képezik a negatív töltésű elektronok. Becquerel felfedezte a radioaktivitást, Röntgen a róla elnevezett sugárzást. A fejlődés arra mutatott, hogy sikerül közelebb kerülnünk az anyag szerkezetének megismeréséhez. Felmerült az a gondolat, hogy az anyag szerkezetéről a kibocsátott sugárzás hullámhossza (ill. rezgésszáma) adhat lényeges felvilágosítást. A színkép elemzésével meg lehetett állapítani egy elem jelenlétét, sőt sikerült így új elemet is felfedezni (a héliumot). A színképek határozott szabályszerűséget mutattak. Elsőként, 1885-ben egy svájci tanár, Balmer talált olyan matematikai formulát, amely a legegyszerűbb színkép, a hidrogén színképe esetében a rezgésszámokat pontosan megadta. Most már azt kellett megmagyarázni, hogy mi történik a hidrogénatomban, amikor éppen ilyen rezgésszámú fényt bocsát ki. Az atom szerkezetére vonatkozó ismereteink az említett jelentős felfedezések következményeként gyorsan gyarapodtak. Thomson úgy képzelte, hogy az atom valamilyen pozitív töltésű masszából áll, amelybe a negatív elektronok mintegy be vannak ágyazva. Rutherford korszakalkotó kísérleteivel megállapította, hogy az atomnak van egy rendkívül kicsi, stabil magja, és az elektronok körülötte keringenek. Így azonban fénykibocsátáskor az elektronok energiájukat vesztve beleesnének a magba, a színkép folytonos, az atom pedig tízezerszer kisebb lenne az észleltnél. A megoldás útját a dán Bohr találta meg, felhasználva Plancknak azt a gondolatát, hogy a sugárzás energiája nem folytonos, hanem apró adagokból áll, amelyek nagysága a sugárzás rezgésszámától függ.

 

Niels Bohr