光的波属性（1800年）托马斯·杨（1773～1829年）

　　几百年来，科学家对光的本质一直争论不休。

托马斯·杨

　　1675年，牛顿在对英国皇家学会所做的讲演中声称光是由微小的粒子组成的。他的对手惠更斯则抨击这种“粒子”理论，认为光波通过一种叫做“乙醚”的普遍存在的媒介，产生了我们看到的光线。1678年，他写了《论光线》一文，但却一直拖延到1690年才发表。其间，由于牛顿的名望，粒子理论在科学界一直处于主导地位。

　　大约在1800年，博学多才的英国人托马斯·杨着手进行了一系列的实验。杨让一束光线通过卡片上的两条狭窄的裂缝照射到屏幕上。光线到达屏幕，在屏幕上形成一明一暗的带状图案。杨认为这是干扰引起的：从细缝中传播出去的光波的波冠互相增强，屏幕上出现亮区，而当一个光波的波冠因另一光波的通过而被削弱时，屏幕上出现暗区。这一现象很难用牛顿的粒子学说加以解释，因此证实光线具有波动性。

　　19世纪初期，证实光线波动性的证据越来越多。麦克斯韦的电磁辐射理论也涉及光线的波动性。不过，20世纪初期发生的量子革命表明光线波动学说并不全面：爱因斯坦于1905年解释光电效应时说，发现光线有粒子流（光子）的活动性质。另外，以前被当作是微粒的电子有时候又表现出波动的性质。光的这两种性质似乎都是我们所需要的，于是出现了波粒二象性的说法。

　　电子（1897年）

　　尤塞弗·约翰·汤姆森（1856～1940年）

汤姆森

　　1897年，第一个电子在阴极射线管里被发现，成为19世纪物理学家们的宠儿和大多数电视屏幕的基础部件。当玻璃试管一端的热金属电极接触高压电时，电极发出无形的射线直达涂满荧光材料的试管的另一端。

　　19世纪，当荧光材料发光时，阴极射线管常常会发出令人恐怖的图案。物理学家花费几十年的时间进行阴极射线的实验，却始终搞不清其真实面目。汤姆森认为阴极射线是从阴极发出的速度很快的电荷，它们的路径遇到磁场会改变，当遇到金属时会产生电荷。观察它们如何通过电磁场之后，他发现不论是由什么样的金属发出，这些颗粒不仅形状相同，而且它们的电荷同物质的比率也相同，汤姆森就此认为他的带电微粒是构成物质的基础。

　　汤姆森还发现原子是由大量的中子组成的。中子在正极上形成一个球型。虽然这方面的研究取得一定成功，但是在卢瑟福发现原子核之前却没能引起人们的注意。卢瑟福的发现使我们认识到，电子虽然并不是唯一的颗粒，但却被认为是世界上无处不在的组成部分。电子组成所有的化学结合物，将物质组合到一起。