光栅又称衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。光栅是夫琅和费于1821年左右发明的。他最早是用细金属丝密排地缠在两个平行的细螺丝上，焊好后剪去一边，剩下的一边成为栅栏的形状，所以叫光栅。当白光通过这些平行的栅形密缝时，由于衍射和干涉的作用，光的能量便重新分布，不同波长的光其行进方向不同，从而形成光谱。夫琅和费接着改用刻划镀在玻璃上的金属膜的方法制造光栅，后来又用金刚钻直接在玻璃面上刻划光栅。
声学大师——玄姆霍兹
亥姆霍兹（1821～1894）是德国物理学家、生物学家，提出了世界是物质的，而物质必定守恒的观点，在医学、生理学、物理学等学科均有重大贡献。主要成就：（1）第一次以数学方式给出大家已理解的能量守恒定律。（2）发亥姆霍兹研究电磁的设备模型。展了迈尔和焦耳的成果，讨论了当时已知的力学、热学、电学、化学的各种问题，严谨地论证了各种运动中能量的守恒定律。（3）论证了生理力学和生理光学的关系。（4）发明了至今仍在使用的检眼镜。（5）研究了流体力学和涡流现象，用发明的亥姆霍兹共鸣器来分离并加强声音的谐音，指出同一频率和同一音强的声音由于倍频的不同而具有不同的音色。（6）在解剖学的基础上研究了人耳的听觉。（7）由于他的宣传，麦克斯韦的电磁理论才在欧洲引起注意，并引导他的学生赫兹在电磁波的研究中取得突出成就。（8）把化学反应中的只能转化为热的能量叫“束缚能”，转化为其他形式的能量叫“自由能”。
亥姆霍兹的主要著作有：《力之守恒》、《生理学手册》，《音调的生理基础》、《化学过程的热力学》等。
亥姆霍兹研究共鸣现象的实验装置。证明地球自转第一人——傅科
傅科（1819～1868）是法国实验物理学家，早年学医，后转为实验物理学的研究。主要成果：（1）发现光在空气中的传播速度比水中大。（2）用傅科摆测出了地球的自转。（3）改善了照相术，并用于天文学的研究。（4）实现了惠更斯的锥摆钟——傅科钟，重新测定了地球的转动。（5）发现日光通过含钠盐碳弧焰的光谱中，在钠光的两条黄线处出现两条黑线，提出弧焰能吸收它发出的光。（6）发现在磁场中，运动的圆盘因电磁感应能产生涡电流——傅科电流。（7）设计了光度计。（8）创制了偏振仪器。（9）设计了反射式望远镜的椭球面镜。（10）创制了定日镜的跟踪装置。1855年获得英国皇家学会的科普利奖章。1862年被授予法国荣誉骑士二级勋章。
傅科摆
1851年1月3日，法国物理学家博科为了证实地球的自转，在巴黎的一座教堂里向公众展示了一个专门的仪器——摆。摆在重力和悬挂线的张力作用下，在其铅垂位置附近做振动。傅科所用的摆的长度为67米，摆锤是质量为28千克的铁球。由于傅科的实验直接验证了地球自转，因此被授予荣誉骑士五级勋章，这套实验装置也被后人称为傅科摆。超导现象的发现昂尼斯是荷兰物理学家，1853年9月出生。1911年，昂尼-斯发现水银被冷却到269℃时，超导现象的发现为电学的研究开辟了新的领域。它的电阻消失得无影无踪。这一发现引起了科学家们的强烈兴趣。后来一位美国科学家做了这样一个著名实验。他用金属铝做了一个封闭的圆环，把它放在接近绝对零度的超低温中，通以电流，然后再把电流切断。几年后，当他再去测量铝环中的电流时，发现电流的强弱依然如故，还在环中奔跑如飞，没有明显的减弱。人们把这种电阻突然消失的零电阻现象，叫做超导现象。现在人们发现的超导体已经有30多种纯金属和上千种合金及化合物。
光速测定第一人——斐索
斐索（1819～1896）是法国实验物理学家。曾在法兰西学院攻读光学。1878年任法国物理学会副主席。主要成就：（1）利用旋转齿轮的装置在实验室中测定了光速为312000千米／秒。这是第一次在地球上测得比较正确的光速数值。（2）用同样的装置测得光在水中的传播速度，证实光速在水中比空气中小，这对当时的光波动说起到判决性的作用。（3）测量了运动媒质中的光速，证实了菲涅耳的部分曳引公式。（4）和傅科合作开创了天文照相术，并于1845年第一次清晰地摄得了太阳的表面像。（5）用分光仪观察了天体光谱，用偏振器独立地发现光的多普勒效应，用其可测定天体的视向速度，因此又称多普勒一斐索效应。（6）预言了光是横波，但没有得到令人信服的结果。（7）和傅科合作，发现了太阳红外线的不可见辐射和可见光规律相同。（8）测量过星体的运行速度和直径。
光速的首次测量
1849年，法国物理学家斐索用齿轮法首次在地面实验室中成功地进行了光速测量。斐索齿轮法装置原理如图，光源S发出的光束在半镀银的镜子G上反射，经透镜L1聚焦到。点，从。点发出的光束再经透镜L2变成平行光束。经过8．67千米后通过透镜会聚到镜子上，再由M返回原光路到达G后进入观测者的眼睛。置于O点的齿轮旋转时把光束切割成许多短脉冲，他用的齿轮有720个齿，转速为25转／秒时达到最大光强，这相当于每个光脉冲往返所需时间为1／18000秒，往返的距离为17．34千米，由此可得光速C=312000千米／秒。
近代物理学大师——基尔霍夫
基尔霍夫（1824～1887）是德国著名物理学家，他对德国的理论物理学的发展有重大影响，在电学理论上作出了显著成绩。
1845年，他首先发表了计算稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律。后来又研究了电路中电的流动和分布，从而阐明了电路中两点间的电势差和静电学的电势这两个物理量在量纲和单位上的一致，使基尔霍夫电路定律具有更广泛的意义。
他还与本生合作创立了光谱分析方法。把各种元素放在本生灯上烧灼，发出波长一定的一些明线光谱，由此可以极灵敏地判断这种元素的存在。利用这一新方法，他发现了元素铯和铷。
基尔霍夫和本生使用的光谱仪模型。1859年，基尔霍夫做了这样一个实验，他用灯焰烧灼食盐，即可得到钠明线；他再使太阳光通过灯焰和分光镜，当阳光较弱时，明线依然存在；然后他逐渐增强太阳光，当达到某一强度时，明线消失，并在同一位置上出现钠暗线。在对这一现象的研究过程中，他得出了关于热辐射的定律，后被称为基尔霍夫定律：任何物体的发射本领和吸收本领的比值与物体特性无关，是波长和温度的普适函数。并由此判断：太阳光谱的暗线是太阳大气中元素吸收的结果。这给太阳和恒星成分分析提供了一种重要的方法，天体物理由于应用光谱分析方法而进入了新阶段。1862年他又进一步得出绝对黑体的概念。他的热辐射定律和绝对黑体概念是开辟20世纪物理学新纪元的关键之一。1900年普朗克的量子论就发轫于此。
伧琴和X射线的发现
伦琴（1845～1923）是德国实验物理学家。伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作，如对电介质在充电的电容器中运动时的磁效应、气体的比热容、晶体的导热性、热释电和压电现象、光的偏振面在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细现象等方面的研究都做出了一定的贡献，由于他对X射线的发现赢得了巨大的荣誉，以致这些贡献大多不为人所注意。
1895年11月8日，伦琴在进行阴极射线的实验时第一次注意到放在射线管附近的氰亚铂酸钡小屏上发出微光。经过几天废寝忘食的研究，他确定了荧光屏的发光是由于射线管中发出的某种射线所致。因为当时对于这种射线的本质和属性还了解得很少，所以他称它为X射线，表示未知的意思。之后，他对这种射线继续进行研究。1896年1月23日，伦琴在自己的研究所中作了第一次报告；报告结束时，用X射线拍摄了维尔茨堡大学著名解剖学教授早期的冷阴极射线管。克利克尔一只手的照片；克利克尔带头向伦琴欢呼三次，并建议将这种射线命名为伦琴射线。伦琴射线是人类发现的第一种所谓“穿透性射线”，它能穿透普通光线所不能穿透的某些材料。在初次发现时，伦琴就用这种射线拍摄了他夫人的手的照片，显示出手的骨骼结构。这种发现实现了某些神话中的幻想，因而在社会上立即引起很大的轰动，为伦琴带来了十分巨大的荣誉。1901年诺贝尔奖第一次颁发，伦琴就由于这一发现而获得了这一年的物理学奖。
什么是阴极射线
阴极射线是从放电管阴极发射出来的电子束。1858年德国人普吕克尔在利用低压放电管研究气体放电时发现了阴极射线。以后科学家们对阴极射线进行了大量的实验研究，1897年，汤姆逊作出结论指出，阴极射线是由带负电荷的粒子即电子组成，从而导致了电子的发现。
产生阴极射线的放电管，一般要抽真空或充以低压强的某种气体。阴极可以是冷的，也可以是热的，电子通过外加电场的场致发射、离子轰击或热电子发射过程从阴极射出。用电场加速电子，用电场、磁场或二者兼用使电子束聚焦和偏转。基于这些性质，阴极射线被广泛地用于科学技术、国民经济、国防建设、医学和日常生活的许多领域。
揭开原子秘密的科学家——卢瑟福
欧内斯特·卢瑟福（1871～1937）是新西兰人，不过他的研究生涯是在加拿大和英国度过的。柏克勒尔发现放射性物质以后，居里夫妇、卢瑟福等不少科学家都被吸引到这个王国中来。所不同的是，居里夫妇是沿着柏克勒尔的道路，去寻找其他的放射性物质，而卢瑟福却要弄清铀和镭等放射性物质发出的射线到底是什么东西。
1899年，卢瑟福发现放射性的物质至少放出两种射线，他用两个希腊字母把这两种射线命名为。α射线和β射线。1902年，他和他的学生索迪提出了原子自然蜕变理论。他们认为：放射性现象是原子自行蜕变的过程，而在原子蜕变过程中，一种元素的原子可以转变成另一种元素的原子，同时放射出α粒子和β粒子。卢瑟福这个关于微观粒子的理论，揭开了物理学史上新的一页。
卢瑟福还有不少贡献，他在世界上第一次人为地分裂了一个原子；并且还预言了中子的存在。由于他对放射性现象的深入研究，于1908年获得了诺贝尔化学奖。
关于阴极射线的疑问
19世纪后期，低压气体放电现象引起了许多物理学者的兴趣。大多数英国物理学者，包括汤姆逊本人在内，都认为阴极射线是带电粒子流，它们可被磁场偏转；而多数德国物理学者则认为既然阴极射线能在玻管壁上产生荧光，则必与紫外线相类似，因而把它看作是一种以太波。19世纪90年代初，德国人勒纳由实验得知阴极射线可通过金属薄片，因此认为它不可能是粒子流。后来，汤姆逊发现阴极射线的速度小于光速2个数量级，认为它不可能是以太波。1896年，他邀请勒纳到英国进行学术交流，彻底了解清楚勒纳的思想和实验结果。终于使他产生一个新的想法，阴极射线可能是质量和线度小于原子的粒子射线。
重新认识物质结构——电子的发现
汤姆逊（1856～1940）是英国物理学家，电子的发现者。
1896年后，汤姆逊开始认为阴极射线可能是质量和线度小于原子的粒子射线，为了证实这个想法和弄清楚这些粒子的物理性质，它做了一个决定性的实验。他测定阴极射线受一定强度磁场作用弯折后所显示的曲率半径；另外，采用静电偏转力与磁场偏转力相抵消的方法确定粒子的速度，由此得到粒子的荷质比，客观的认识到这种粒子的质量非常的微小，又因它对固体物质有一定的穿透力，可见这种粒子的线度也是极小的。汤姆逊还进一步发现，不论阴极射线管内的剩余气体是哪一种气体，电极是什么材料制成的，荷质比都相同。这就令人深信，这种带负电粒子是组成一切原子的基本粒子之一。当时汤姆逊把他发现的这种粒子称为“微粒”，于1897年4月30日正式宣布。后来人们把这种微粒命名为电子。
以后两年内，他又发现用其他方法，如受紫外线照射而发射出的光电子和碳丝受热而发射出来的热电子的e／m值也相同。这就更进一步证明了上述论断是无可置疑的了。
电子是人们所认识的第一种基本粒子。电子的发现标志着人类对物质结构的认识进入了一个新的层次，它破除了千百年来认为原子是组成物质的最小单元这一观念，揭示出原子还有内部结构。从此，“向原子内部探索”和“分裂原子”就成了20世纪初期物理学领域中最振奋人心的口号。