Delo Rutherford in Curies pripeljalo do velikega zanimanja v strukturi atoma. Rutherford, njegovi sodelavci in drugi znanstveniki kmalu izkazalo, da je atom jedro visoke mase in pozitivnega električnega naboja, obkrožen z negativno nabitih elektronov.
kvantna teorija je še en mejnik v študiji sevanja. Max Planck, nemški fizik, analizirani sevanje iz vročih predmetov in predlagal leta 1900, da bi predmeti oddajajo in se v tem sevanjem samo v paketih energije. Ti paketi se imenujejo fotoni; na začetku, so bili imenovani kvantov.
Albert Einstein, en nemški fizik, ki se uporablja Planckov teorijo razložiti leta 1905 fotoelektrično učinek. To je postopek, pri katerem kovina oddaja elektrone, kadar udari svetlo snop svetlobe. Einstein predlagal, da bi se elektrone osvobojeni atoma v kovino z energijo, ki jo izda posameznih fotonov. Lokalizirane način, na katerega fotoni deluje, da dobimo fotoelektrično učinek spominja na delce namesto valov. Einsteinova predlog zopet pripeljala znanstvenike, da preuči teorijo delcev svetlobe; Zdaj vedo, da je sevanje značilnosti obeh delcev in valov.
Niels Bohr, danski fizik, ki temelji njegova razlaga strukturo vodikovega atoma leta 1913 o kvantni teoriji. Bohr teorijo, da imajo lahko elektroni le nekatere posebne vrednosti energije, in dokazali, da atomi javnost fotonov sevanja, ko njihovi elektroni izgubijo energijo. Leta 1924 je Louis de Broglie, francoski fizik, hipotezo, da elektroni delujejo kot valovi, ki se imenujejo važno valove.
Prvi umetni jedrska verižna reakcija začela jedrsko starosti v 1942. Enrico Fermi, fizik rojen v Italiji, in njegovi sodelavci na Univerzi v Chicagu proizvaja te reakcije. Mnogi znanstveniki so od takrat poskušali odkriti aplikacije radioaktivnosti in sevanja, namesto da ugotovite, kaj jih povzroča. So bili razviti jedrsko orožje, ki temeljijo na fisijo (atomska bomba) in fuzije (vodikova bomba). Prvi polnem obsegu jedrska elektrarna je začela delovati leta 1956. Sevanje iz celotnem elektromagnetnega spektra je bila dana za uporabo v industriji, raziskave, komunikacije in medicine.
