{{prettyurl|Atomic physics}}അണുവിന്റെ (atom) പ്രകൃതിയേയും ഘടനയേയും കുറിച്ചു പ്രതിപാദിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയാണു അണുഭൗതികം. ആധുനിക അണുസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാവ് രസതന്ത്രാധ്യാപകനായിരുന്ന ജോണ്‍ ഡാള്‍ട്ടന്‍ (1766-1844) ആണ്. ഏതു മൂലകവും വിഭജിക്കാനാവത്തവിഭജിക്കാനാവാത്ത ചെറിയ ഘടകങ്ങള്‍ (atoms) കൂടിച്ചേര്‍ന്നുണ്ടായതാണെന്നും, രണ്ടു വസ്തുക്കള്‍ രാസപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ ഏര്‍പ്പെടുമ്പോള്‍ ഓരോന്നിന്റെയും ഒന്നോ അതിലധികമോഅധികമോ ഇത്തരം ഘടകങ്ങള്‍ചേര്‍ന്ന് സംയുക്ത ഘടകങ്ങളായ തന്‍മാത്രകള്‍ (molecules) രൂപം കൊള്ളുമെന്നും ആയിരുന്നു ഡാള്‍ട്ടന്റെ തത്ത്വം. പ്രസ്തുത സിദ്ധാന്തം വളരെക്കാലത്തേക്ക് രസതന്ത്രത്തിലും ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിലും സ്വാധീനത ചെലുത്തിയിരുന്നു. 19-ാംആം ശ.-ത്തിന്റെശതകത്തിന്റെ ഉത്തരാര്‍ധത്തില്‍ വാതകങ്ങളുടെ സ്വഭാവം വിവരിക്കുന്നതിനുവേണ്ടി ആവിഷ്കരിക്കപ്പെട്ട 'ഗതിക സിദ്ധാന്തം' (Kinetic Theory), ആറ്റം, തന്മാത്ര എന്ന സങ്കല്പങ്ങള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുകയുണ്ടായി. ചുരുക്കത്തില്‍ 19-ാംആം ശ.-ത്തിന്റെശതകത്തിന്റെ അവസാനമായപ്പോഴേക്കും ആറ്റത്തിന്റെ അസ്തിത്വം ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍മാരുടെയും, രസതന്ത്രജ്ഞന്‍മാരുടെയും ഇടയില്‍ പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു.
അണു എന്ന സങ്കല്പത്തിന് നൂറ്റാണ്ടുകളുടെ പഴക്കം ഉണ്ട്. ഭാരതീയാചാര്യനായ കണാദന്‍ തന്റെ വൈശ്ലേഷികദര്‍ശനത്തില്‍വൈശേഷികദര്‍ശനത്തില്‍ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സൂക്ഷ്മരൂപമായി അണുവിനെ ചിത്രീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഭാരതീയദര്‍ശനത്തിലെ 'ആത്മ' സങ്കല്പവും 'ബ്രഹ്മ' സങ്കല്പവും ആറ്റം എന്ന ഒരസ്തിത്വത്തെയാണ് കുറിക്കുന്നത്. സ്ഥൂലരൂപത്തിലുള്ള പദാര്‍ഥം അതിസൂക്ഷ്മവും അവിഭക്തവുമായ പദാര്‍ഥകണങ്ങളില്‍ നിര്‍മിതമാണെന്ന് പ്രാചീന ഗ്രീക്കുകാരും വിശ്വസിച്ചിരുന്നു.
അണുവിനെക്കുറിച്ചുള്ള ആധുനികസങ്കല്പം ഡാള്‍ട്ടന്റേതില്‍നിന്നു വ്യത്യസ്തമാണ്. അണുവിന് ഒരു സൂക്ഷ്മഘടനയുണ്ടെന്നും അതിനെ ഉപഘടകങ്ങളായി വിഭജിക്കുക സാധ്യമാണെന്നും തെളിഞ്ഞുകഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ഈ വഴിക്കുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ക്കാവശ്യമായ ഉപകരണങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നതിനും ഫലപ്രദമായ പരീക്ഷണനിരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തുന്നതിനും നേതൃത്വം നല്കിയത് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍മാരാകയാല്‍ ഈ വിജ്ഞാനശാഖ 'അണുഭൗതികം' എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടാനിടയായി.
ദ്രവ്യത്തിന്റെ അണുഘടനയിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശുന്ന ആദ്യകാലപരീക്ഷണങ്ങളുടെ കൂട്ടത്തില്‍ വൈദ്യുതവിശ്ളേഷണവുംവൈദ്യുതവിശ്ലേഷണവും (electrolysis), വാതകങ്ങളിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുതപ്രവാഹവും എടുത്തുപറയേണ്ടവയാണ്. വൈദ്യുതവിശ്ളേഷണത്തെവൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തെ സംബന്ധിച്ച പഠനങ്ങളില്‍നിന്നാണ് വൈദ്യുതിയുടെ അണുസ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് ബോധമുണ്ടായത്. അതുപോലെതന്നെ താഴ്ന്ന മര്‍ദത്തില്‍മര്‍ദ്ദത്തില്‍ വാതകങ്ങളിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുതപ്രവാഹത്തെപ്പറ്റിയുള്ള പഠനങ്ങളില്‍നിന്നാണ് പ്രത്യക്ഷമായോ പരോക്ഷമായോ അണുഭൌതികത്തിലെ പല കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളും ഉണ്ടായത്.
==അണുഭൗതികത്തിലെ ഗവേഷണങ്ങള്‍==
19-ാംആം ശ.-ത്തിന്റെശതകത്തിന്റെ അവസാനദശകത്തിലെ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളാണ് എക്സ്റേയും റേഡിയോ ആക്റ്റിവതയും ഇലക്ട്രോണും. 1895-ല്‍, റോണ്‍ജന്‍ എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ എക്സ്റേ (X-ray) കണ്ടുപിടിച്ചു. അലൂമിനിയം തകിടില്‍ കാഥോഡ് കിരണങ്ങള്‍ (cathode rays) പതിയുമ്പോള്‍ അതില്‍നിന്നും അദൃശ്യമായ എക്സ്റേകള്‍ പുറപ്പെടുമെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ചു. തുടര്‍ന്ന് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ, തരംഗദൈര്‍ഘ്യം (wave length) കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ (electromagnetic waves [ഴിലശേര ംമ്ല)?] ആണ് എക്സറേ എന്നും അവയ്ക്ക് പദാര്‍ഥങ്ങളെ തുളച്ചു കടക്കാന്‍ കഴിവുണ്ടെന്നും അവ പ്രതിദീപ്തിയും (fluorescence) സ്ഫുരദീപ്തിയും (phosphorescence) സൃഷ്ടിക്കുമെന്നും സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു. 1896-ല്‍ ഹെന്റി ബെക്വറല്‍ എന്ന ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ റേഡിയോ ആക്റ്റിവത കണ്ടുപിടിച്ചു. റോണ്‍ജന്റെ എക്സ്റേ ട്യൂബില്‍ കാഥോഡ് കിരണങ്ങള്‍ വന്നിടിക്കുമ്പോള്‍ ട്യൂബിന്റെ ഭിത്തികളില്‍നിന്നുമാണ് എക്സ്റേ കൂടുതലും പുറപ്പെടുന്നത്. ഇതേത്തുടര്‍ന്ന് സ്ഫടികഭിത്തികളില്‍ പ്രതിദീപ്തിയും ദൃശ്യമായിരുന്നു. പ്രതിദീപ്തിയെപ്പറ്റി ബെക്വറല്‍ പഠനങ്ങള്‍ നടത്തിയിരുന്നു. എക്സ്റേയുടെ ഉത്പാദനവും പ്രതിദീപ്തിയും തമ്മില്‍ ബന്ധമുണ്ടായിരിക്കണമെന്ന അനുമാനത്തോടെ നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങളാണ് യുറേനിയത്തിന്റെ റേഡിയോ ആക്റ്റിവത കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിന് അദ്ദേഹത്തെ സഹായിച്ചത്. യുറേനിയത്തിന്റെ ഒരു ലവണം (Uranium salt) പൊതിഞ്ഞുവച്ചിരുന്ന ഫൊട്ടോഗ്രാഫിക് പ്ളേറ്റ് ഡെവലപ് ചെയ്തുനോക്കിയപ്പോള്‍, അതില്‍ യുറേനിയ ലവണത്തില്‍നിന്ന് പുറപ്പെടുന്ന അദൃശ്യകിരണങ്ങളുടെ അടയാളങ്ങള്‍ (radioactive rays) കണ്ടെത്തി. റേഡിയോ ആക്റ്റിവത യുറേനിയത്തിന്റെ മാത്രം സവിശേഷതയല്ലെന്നും മറ്റു പല വസ്തുക്കളും റേഡിയോ ആക്റ്റിവങ്ങളാണെന്നും പിന്നീട് കണ്ടു. തുടര്‍ന്നു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍നിന്നും റേഡിയോ ആക്റ്റിവകിരണങ്ങളില്‍ വ്യത്യസ്ത സ്വഭാവങ്ങളോടുകൂടിയ α,β,γ എന്നീ മൂന്നുതരം വികിരണങ്ങള്‍ (radiations) അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്നു ബോധ്യമായി.
1897-ല്‍ ജെ.ജെ. തോംസണ്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ കണ്ടുപിടിച്ചതായി പ്രസ്താവിക്കപ്പെടാറുണ്ടെങ്കിലും, യഥാര്‍ഥത്തില്‍ ഏതാണ്ട് 50 വര്‍ഷക്കാലത്തെ - മൈക്കേല്‍ ഫാരഡെ വൈദ്യുതവിശ്ളേഷണ നിയമങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിച്ചതു മുതല്‍ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാര്‍ജ് കൃത്യമായി മില്ലിക്കന്‍ തിട്ടപ്പെടുത്തിയതുവരെ - നിരവധി പേരുടെ നിരീക്ഷണഫലമാണ് ഇലക്ട്രോണ്‍ കണ്ടുപിടിത്തം. ജെ.ജെ. തോംസന്റേയും സഹപ്രവര്‍ത്തകരുടെയും പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഋണ(negative)ചാര്‍ജും ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് 1/2000 അംശം ഭാരമുള്ള ഇലക്ട്രോണ്‍ കണങ്ങളുടെ അസ്തിത്വവും ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടനയില്‍ അവയ്ക്കുള്ള സ്ഥാനവും സ്ഥാപിക്കുന്നതിന് സഹായകമായി. ഇലക്ട്രോണിന്റെ ആപേക്ഷിക ചാര്‍ജ് (specific charge)- അതായത് ചാര്‍ജും ദ്രവ്യമാനവും തമ്മിലുള്ള അംശബന്ധം-കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള തോംസന്റെ പരീക്ഷണത്തെയും അതിന്റെ ചാര്‍ജ് കൃത്യമായി നിര്‍ണയിക്കുന്നതിന് മില്ലിക്കന്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളെയും തുടര്‍ന്ന് എച്ച്.എ.ലോറന്‍സ് തന്റെ ഇലക്ട്രോണ്‍സിദ്ധാന്തം (electron theory) ആവിഷ്കരിക്കുകയുണ്ടായി. ലോറന്‍സ് സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ നേട്ടം, അതിന് 'സീമാന്‍പ്രഭാവ' (Zeeman Effect)ത്തെ തൃപ്തികരമായി വിശദീകരിക്കുവാന്‍ കഴിഞ്ഞു എന്നുള്ളതാണ്. 1896-ലാണ് സീമാന്‍പ്രഭാവം കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടത്. ഒരു കാന്തികമണ്ഡലത്തിനു സമാന്തരമായി വീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു സ്പെക്ട്രരേഖ (spectral line) രണ്ടായി വേര്‍തിരിഞ്ഞും കുറുകെ വീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നപക്ഷം മൂന്നായി വേര്‍തിരിഞ്ഞും നിശ്ചിത ധ്രുവണ(polarisation) സ്വഭാവത്തോടുകൂടിയും കാണപ്പെടുന്നതിനെയാണ് 'നോര്‍മല്‍ സീമാന്‍ പ്രഭാവം' (Normal Zeeman Effect) എന്നു പറയുന്നത്. ലോറന്‍സിന്റെ സിദ്ധാന്തം നോര്‍മല്‍ സീമാന്‍ പ്രഭാവത്തെ വിശദീകരിക്കാന്‍ പര്യാപ്തമായെങ്കിലും കൂടുതല്‍ വിശദമായ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലമായി പിന്നീട് കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട 'അനോമലസ് സീമാന്‍ പ്രഭാവ' (Anomalous Zeeman Effect)ത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ അതു പരാജയപ്പെട്ടു. എങ്കിലും സീമാന്റെ കണ്ടുപിടിത്തവും, ലോറന്‍സിന്റെ വിശദീകരണവും അണുഭൌതികവിജ്ഞാനീയത്തിന്റെ പ്രായോഗിക-സൈദ്ധാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളില്‍ തുടര്‍ന്നുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ക്ക് പ്രചോദനം നല്കുകയുണ്ടായി.
