1939年，德國物理學家哈恩，用中子轟擊鈾的原子核，發現了核裂變現象。

    至此，原子的結構終于被弄清楚。

    原子由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。

    原子核又是由帶正電的質子和不帶電的中子組成。

    在這一段時期，伴隨著原子結構研究的，則是量子力學框架的建立與發展。

    1900年，普朗克提出量子論。（現由李奇維提出）

    1905年，愛因斯坦提出光量子假說，解釋光電效應。（現由李奇維提出）

    1909年，愛因斯坦提出光具有波粒二象性，這是他對量子力學的最大貢獻。（現由李奇維提出）

    1913年，玻爾提出電子的量子化軌道，為量子力學的發展奠定基礎。

    1924年，德布羅意提出物質波概念，認為實物粒子也具有波粒二象性。

    1925年，海森堡創立矩陣力學，是量子力學的第一個版本。

    1925年，泡利提出泡利不相容原理。

    1926年，薛定諤創立波動力學，是量子力學的第二個版本。

    1926年，狄拉克證明波動力學和矩陣力學在數學上是等價的。

    1926年，玻恩提出波函數的概率詮釋，后來成為“哥本哈根解釋”。

    1927年，海森堡提出不確定性原理。

    1928年，狄拉克將量子力學和狹義相對論結合，創立相對論量子力學，奠定后世量子場論的基礎。

    1935年，薛定諤提出著名的思想實驗“薛定諤的貓”，將微觀世界的量子行為，推演到宏觀世界。