Бұл кезде тәжірибе жасау құралдары мен әдістерінің дамығаны соншалықты, енді макроскопиялық денелерді ғана емес, тіпті жекелеген атомдар мен молекулаларды зерттеу мүмкіндіктері туды. 1910 жылы Милликен электронның элементар зарядын өлшесе, 1912 жылы Вильсон өзі ойлап тапқан камерада алғаш рет зарядталған бөлшектердің жүріп өткен ізін байқады. 1896 жылы радиоактивтілік құбылысы ашылды. Бұл құбылыс материя құрылымының жаңа деңгейі – атом ядросы қасиетінің алғашқы көрінуі еді. Радиоактивті ыдырау кезінде пайда болатын шапшаң альфа-бөлшектер атом құрылысын зерттеудің тамаша құралына айналды. Осы альфа-бөлшектердің әр түрлі нысаналардан шашырауын зерттеудің барысында Резерфорд 1911 жылы атомның планетаралық моделін ұсынды.
Бұл кезде тәжірибе жасау құралдары мен әдістерінің дамығаны соншалықты, енді макроскопиялық денелерді ғана емес, тіпті жекелеген атомдар мен молекулаларды зерттеу мүмкіндіктері туды. 1910 жылы Милликен электронның элементар зарядын өлшесе, 1912 жылы Вильсон өзі ойлап тапқан камерада алғаш рет зарядталған бөлшектердің жүріп өткен ізін байқады. 1896 жылы радиоактивтілік құбылысы ашылды. Бұл құбылыс материя құрылымының жаңа деңгейі – атом ядросы қасиетінің алғашқы көрінуі еді. Радиоактивті ыдырау кезінде пайда болатын шапшаң альфа-бөлшектер атом құрылысын зерттеудің тамаша құралына айналды. Осы альфа-бөлшектердің әр түрлі нысаналардан шашырауын зерттеудің барысында Резерфорд 1911 жылы атомның планетаралық моделін ұсынды.
Заттардың құрылысына қатысты зерттеулермен қатар, электромагниттік толқындардың қасиеттерін зерттеу бағытындағы ізденістер де жемісті болды. 1895 жылы Рентген кейіннен өз атымен аталған өте өткір сәулелерді ашқан болатын. Бұл сәулелердің кристаллдық торлардан дифракциялануын зерттеу барысында 1912 жылы фон Лауэ оның толқын ұзындықтары өте қысқа электромагниттік толқындар екенін дәлелдеп берді. Спектрлік талдау әдісінің дамуының нәтижесінде заттардың өзінен сәуле шығаруы, шағылдыруы және жұтуы жөнінде де өте көп тәжірибелік деректер жинақталады. Осы жинақталған тәжірибе нәтижелеріне теориялық тұрғыдан түсінік берер кезде алғаш рет классикалық теориялық физика қиыншылыққа жоғылып, тығырыққа тірелді. Енді осы жөнінде кеңірек әңгімелейміз.