1900年马可尼为其“调谐式无线电报”取得了著名的第7777号专利。他的事业发展得很顺利。但是当时人们对这项新发明难免有所疑虑，最大的疑虑是无线电波应该走直线，而地球表面却是圆球形，怎么可能远距离传送到地球的其他地方呢？可是马可尼根据自己的实际经验认为，无线电波会沿地表传送，假如把发送台和接收台都接地，更应该沿地表传送。他决定用他的发报系统证明无线电波不受地球表面弯曲的影响。他精心设计了实验方案，用气球把天线尽可能吊高，试图让无线电信号从英国的西南端（康沃尔郡的波特休）发送到加拿大纽芬兰省的圣约翰斯，跨过大西洋，距离为3379.53千米。1901年12月12日，这是具有历史意义的一天，马可尼试验获得了成功。爱迪生对此给予公开赞扬。马可尼的大胆试验打破了传统的看法，引起公众极大的兴趣。第二年他的实验结果就得到了解释。肯涅利（A.E.Kenelly）和亥维赛（O.Heaviside）提出，可能是在地球外层空间存在能使电波反射的电离层。这一论点直到20世纪20年代才由英国物理学家阿普顿（E.V.Appleton）用无线电实验得到证实。
1903年开始，从美国用无线电向英国《泰晤士报》传递新闻，当天见报。到了1909年无线电报已经在通讯事业上大显身手。在这以后许多国家的军事要塞、海港船舰大都装备有无线电设备，无线电报成了全球性的事业，因此，马可尼在1909年和布劳恩（Karl Braun）一起获得了诺贝尔物理学奖。
布劳恩是德国人，1850年6月6日出生于德国的富尔达（Fulda）。他在此地接受了地方普通中学的教育。他曾在马尔堡大学、柏林大学学习过，1872年毕业，他的毕业论文是关于弹性弦的振动。后来他在维尔茨堡大学担任过昆开（Quincke）教授的助手，1874年受聘到莱比锡的圣托马斯中学任教。两年后他受聘为马尔堡大学的理论物理学编外教授，1880年又被聘请到斯特拉斯堡大学担任同样的职务。1883年布劳恩成了卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）工业大学的物理学教授，并于1885年受聘到杜宾根大学任教。他到这里的任务之一是建立一所新的物理研究所。
布劳恩的第一项研究工作是关于弦的振动和弹性棒的振动，特别是棒的振动幅度和周围环境对振动的影响。其他研究工作是以热力学原理为基础的，例如压力对于固体的溶解度的影响。
布劳恩的最重要的研究工作是在电学方面。他发表过关于欧姆定律的偏差问题，以及关于从热源计算可逆伽伐尼电池的电动势问题的文章。他的实验使他发明了以他的名字命名的静电计和阴极射线示波器。
1898年他开始从事无线电报的研究，试图以高频电流将莫尔斯信号经过水的传播发送。后来他又把闭合振荡电路应用于无线电报，而且是第一个使电波沿确定方向发射的试验者之一。1902年他成功地用定向天线系统接收到了定向发射的信号。
布劳恩的关于无线电报的论文以小册子的形式发表于1901年，题目是《通过水和空气的无线电报》。
第一次世界大战爆发以后，布劳恩曾被派往纽约，作为一名见证人去参加一项专利索赔的诉讼。由于他离开了自己的实验室以及身体有病，所以他没有可能继续进行科学研究工作。布劳恩的晚年是在美国安静地度过的，他于1918年4月20日逝世于美国。
油滴仪的发明
电子电荷的测定，实际上从1896年就开始了。汤姆生有一位研究生，名叫汤森德（J.S.E.Townsend），创造了电解法。氧气从电解池E中产生后，经过A滤去臭氧，经B瓶的水发泡产生云雾，穿越绝缘的石蜡块P进入浓硫酸容器c、d、e，气体中的水分及所带电量全部被硫酸吸收，干燥气体进入D瓶，用象限静电计Q分别测容器G和D的电量。他让电解产生的带有电荷的氧气，从水中发泡产生云雾，测量云雾下降的速度，借速度与雾滴半径的关系求出雾滴的平均重量，再根据水分的总重量求出雾滴的个数。另一方面，他收集这些氧气所带电量，用静电计进行测量，所得电量被雾滴个数除，即得每颗雾滴的电荷。他认为这就是电子的电荷。1897年发表的结果是e≈10-19库，这个结果虽然很粗略，对确定电子的存在还是很有意义的。不过，汤森德的方法非常烦琐，得到的结果仅仅是平均值。
第二年，汤姆生改进了利用云雾的实验方法。密闭容器A中充有水气和空气，容器上方是一只X射线管，X射线照射容器，使里面的空气电离。下方有一活塞P，当它突然下降时，会使容器中的气体迅速膨胀而产生过饱和蒸气，然后以离子为核心形成云雾。这个方法比汤森德的电解法略有改善，得到的平均结果是e=1.1×10-19库。
过了几年，汤姆生的另一名研究生H.A.威尔逊又将汤姆生的方法做了改进。他在密闭容器中加了两块水平极板n、p，并加上电压，使极板中产生电场，然后用显微镜T（短焦距望远镜，当显微镜用）观察带电云雾在电场作用下的运动情况。他先观测不加电压时，云层顶端在重力单独作用下下降的速度；再观测加电压后，云层顶端在重力和电场力共同作用下加快了的下降速度。比较这两种速度，经过计算，他得到的平均电子电荷值e=1×10-19库。
汤姆生的学生花了很大力气，希望从实验直接测定电子的电荷值，但是始终只能得到平均结果，没有能够证明电的分立性，这就给反对者留下了借口，继续挑起论战。他们否认电的分立性，不承认有基本电荷，实际上也就是否认电子的存在。
关键是要能精确地测定单个电子的电荷值。这项任务落到了美国物理学家密立根（R.A.Millikan）的肩上。密立根是芝加哥大学教授。他和以测量光速著称的迈克耳逊是同事。1906年，这时密立根已38岁，有一天在学校的讨论会上他给师生们做了关于汤姆生发现电子的介绍性报告，为了准备这篇报告，他仔细读了汤姆生1897年的论文，深深地被这项工作所吸引。报告会后他就和研究生一起重复H.A.威尔逊的平板电极法实验，由于密立根采用镭作为电离剂，代替了X射线，电离的效果比较好，得到e＝1.34×10－19库。这个结果受到物理学家卢瑟福的赞许，卢瑟福向他指出，如果能防止水的蒸发，也许e值还可增大。
为了研究云层蒸发的情况，密立根打算把云层稳定在某一高度，以便连续进行观察。这件事很容易办到，只要改换电场方向，使云层所受电力和重力方向相反，并适当加大电压即可达到目的。
1909年夏，密立根将电压加到1万伏，当他合上电闸时，奇迹出现了。云层哪里稳定得住，竟立即消散离析，带电雾粒以不同速度散开，偶而有几滴水珠留在视场中闪闪发光，好像天上的星星一样。
他立刻领悟到这几滴水珠之所以停在空中不动，是因为它们所受的电场力正好与重力平衡。既然如此，为什么不可以从平衡的带电水珠求电子的电量呢？
于是，密立根就创造了水珠平衡法。
密立根用水珠平衡法测得了大量数据，证明重量不同的水珠所带的电量，几乎都是某一常数的整数倍，这个常数就是基本电荷值。他的结果是e＝1.55×10－19库，跟当时其他方法所得结果符合得很好。
1909年8月，密立根到加拿大参加科学会议，他报告了自己的工作，受到与会代表的称赞，他也从会议上了解到测量电子电荷的重大意义。就在他乘火车从加拿大返回美国的途中，他正向窗外眺望，突然灵感上心，钟表油是几乎一点也不蒸发的，何不用钟表油来试试呢？于是，当他回到芝加哥后，就立即安排研究生用钟表油做试验。
由于使用不易蒸发的钟表油，液滴用喷雾器由开口喷入即可，实验装置大大简化，操作也方便多了。密立根请技师做两块22厘米直径的圆铜盘，边上垫三块小小的石英片作为绝缘，这就组成了平板电容器。上极板中心钻半毫米的小孔，让喷雾器由此喷进油滴，少数油滴在喷嘴上摩擦，即可带上电荷。平板间加上万伏的电压，用显微镜对准油滴，确定使油滴处于平衡所需电压，由此即可计算油滴所带电量。
1910年以后，密立根又进一步改进实验方法。他让油滴在电场力和重力的共同作用下，上上下下地运动。从上下运动的时间求出速度，然后用X射线或镭照射油滴，使油滴所带电量增多或减小。这时，实验者从显微镜中会观察到油滴运动的速度突然发生了改变，从速度改变的差值就可求出电荷量改变的差值。
实验结果表明，油滴上电荷量的变化总是基本电荷值的倍数。密立根用这个方法得到了精确的基本电荷值为e＝（1.591±0.003）×10－19库。就这样，密立根以大量实验无可辩驳地证实了电的分立性，为近代物理学的发展奠定了重要基础。
密立根是一位作风严谨、技艺精巧的实验物理学家。他钻研电子电荷的测量工作历经十几年，积累了上千次实验数据。他不断地改进实验方法，结果越做越精。据说，当年好奇的新闻记者登门采访，要求密立根展示他做出惊人成果的仪器设备，密立根再三推托，无奈记者百般恳求，只好照办。他叫实验员用托盘端上一个用圆铜盘做的平板电容器，诙谐地指着电容器对记者说：“秘密全在这里。”装置如此简单，使记者惊讶不已。
密立根在1923年荣获诺贝尔物理学奖，奖励他发明了油滴仪，从而精确地测定了电子电荷，确定了基本电荷的存在，并且还对他另一项工作予以奖励，这项工作是他在光电效应方面的研究。
质谱仪的发明
阿斯顿（F.W.Aston）是卡文迪什实验室的一名工作人员，曾经协助J.J.汤姆生研究正射线，经过长期实践，发明了质谱仪，从而获得1922年诺贝尔化学奖。
1877年9月1日阿斯顿出生在英国产业革命的发源地——伯明翰，他的外祖父是枪支制造者，因此他从小就有机会接触金工和手工艺，培养了技艺方面的才能。小时候他就爱做机械玩具，他在自己家里设有金工间，搞过不少工具革新，甚至还自己做成了摩托车。他也很喜爱做化学和真空实验。伦琴发现X射线的消息，激励他自己尝试做X射线管。为了抽取真空，他发明了一种新型的斯普伦格真空泵，并用以研究放电管中的克鲁克斯暗区。在1903年他发现了一个特殊的暗区，人称为阿斯顿暗区。1909年阿斯顿任伯明翰大学物理讲师。
正当这时，J.J.汤姆生在卡文迪什实验室的正射线研究取得一定成果。这个实验技术相当复杂，极需有经验的技师协助工作。于是J.J.汤姆生向好友坡印廷（J.H.Pointing）要人，坡印廷把自己的学生阿斯顿推荐给他。1910年，阿斯顿来到卡文迪什实验室，当了J.J.汤姆生的一名助手。
J.J.汤姆生的正射线研究已经进行了好几年，并且前后发表了8篇论文，这项工作原来是维恩（W.Wien）在1898年做过的极隧射线研究的继续，但J.J.汤姆生又做了相当多的改进。实验的基本方法是用磁场和电场使正射线偏转，在屏上或照片上显示出抛物线轨迹，从而粗略地计算其荷质比与速度。然而图像很差，有时甚至无法辨认不同成分的轨迹。
阿斯顿参加正射线的工作后，对实验装置做了多项改进。他用大玻璃球壳做低压放电管，设计并制备了一种适于拍摄抛物线径迹的专用照相机，还做了一台非常灵敏的石英微量秤以测量气体分离后的密度。1912年夏他制成了一台改进的正射线测量仪，把球壳中的空气抽走后，可以从照片上看到一系列的抛物线，这些抛物线分别为C、O、CO、CO2、H、H2和Hg离子的径迹。虽然仪器的分辨率不高，但质量数相差10%的抛物线可以分开。
这时，汤姆生从他的皇家研究所同事杜瓦（J.Dewar）那里要到了做氖管的氖气。当他将氖气充入放电球壳时，出乎意料，原子量为20.2的氖气竟出现了两条抛物线，一条粗的相当于20个原子质量单位，另外一条相当于22个原子质量单位，非常暗淡。
实验者没有放过这个异常情况，后来知道，这实际上是氖的同位素20Ne与22Ne，可是1913年索迪（F.Soddy）还没有完成同位素的工作，甚至连同位素这个名词还没有出现，J.J.汤姆生做了一个初步估计，认为可能是一种特殊的分子NeH2，它的分子量正好是22。
但是，阿斯顿不肯接受这个判断，他希望通过事实作出结论。于是他找来最纯的氖气进行试验，结果仍然是两条抛物线，和先前完全一样，这使阿斯顿增强了信心，相信是两种不同的氖。
阿斯顿想从各种不同的途径来证明两种氖的存在，一是分离出这两种不同质量的物质，二是进一步改进正射线偏转法。他先用液态空气冷却的活性炭对氖气进行分馏，没有成功。后又用多孔陶管扩散方法进行分馏，也不见显著效果。1914年开始，他改用自动连续扩散的方法，可惜没有采用低温冷却，效果仍然不大。
