物理学是实验科学，实验是物理学的基础。凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的，即物理理论绝不能脱离物理实验结果的验证。此处所指的实验是近代科学实验，是有目的地去尝试实践，是对自然的积极探索。科学家提出某些假设或预见，为对其进行证明筹划适当的手段和方法，根据由此产生的现象来判断原设计假设或预见的真与否即为科学实验。从认识主体所起的作用来看，科学实验同被动的经验、单纯的观察之间有很大的不同。仅仅停留在观察试验上还不能称为科学实验和方法，还必须使观察试验和理论研究结合起来。

公元1830年，诺比利发明温差电堆。

公元1919年，德国科学家巴克家森发现磁畴。

公元1936年，安德森等人发现μ介子。

公元1638年，意大利科学家伽利略·伽利雷的《两种新科学》一书出版，书内载有斜面实验的详细描述。伽利略的动力学研究与1609～1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开普勒三定律，同为牛顿力学的基础。 公元1643年，意大利科学家托里拆利作大气压实验，发明水银气压计。公元1646年，法国科学家布莱士·帕斯卡实验验证大气压的存在。公元1654年，德国科学家奥托·格里克发明抽气泵，获得真空。公元1662年，英国科学家罗伯特·波义耳实验发现波义耳定律。十四年后，法国科学家马里奥特也独立的发现此定律。公元1663年，奥托·格里克作马德堡半球实验。公元1666年，英国科学家艾萨克·牛顿用三棱镜作色散实验。公元1669年，巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。公元1675年，艾萨克·牛顿作牛顿环实验，这是一种光的干涉现象，但牛顿仍用光的微粒说解释。公元1752年，美国科学家本杰明·富兰克林作风筝实验，引雷电到地面。公元1767年，美国科学家普列斯特勒根据本杰明·富兰克林导体内不存在静电荷的实验，推得静电力的平方反比定律。公元1780年，意大利科学家伽伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象，认为是动物电所致。不过直到1791年他才发表这方面的论文。公元1785年，法国科学家库仑用他自己发明的扭秤，从实验得静电力的平方反比定律。在这以前，英国科学家米切尔已有过类似设计，并于1750年提出磁力的平方反比定律。公元1787年，法国科学家查理发现了气体膨胀的查理—盖·吕萨克定律。盖·吕萨克的研究发表于1802年。公元1792年，伏打研究伽伐尼现象，认为是两种金属接触所致。公元1798年，英国科学家亨利·卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。公元1798年，美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验，这些实验事实是反对热质说的重要依据。公元1799年，英国科学家戴维做真空中的摩擦实验，以证明热是物体微粒的振动所致。公元1800年，英国科学家赫休尔从太阳光谱的辐射热效应发现红外线。公元1801年，德国科学家里特尔从太阳光谱的化学作用，发现紫外线。公元1801年，英国科学家托马斯·杨用干涉法测光波波长。公元1802年，英国科学家沃拉斯顿发现太阳光谱中有暗线。公元1808年，法国科学家马吕斯发现光的偏振现象。公元1811年，英国科学家布儒斯特发现偏振光的布儒斯特定律。公元1815年，德国科学家夫琅和费开始用分光镜研究太阳光语中的暗线。公元1819年，法国科学家杜隆与珀替发现克原子固体比热是一常数，约为6卡/度·克原子，称杜隆·珀替定律。公元1820年，丹麦科学家汉斯·奥斯特发现导线通电产生磁效应。公元1820年，法国科学家毕奥和沙伐由实验归纳出电流元的磁场定律。公元1820年，法国科学家安德烈·玛丽·安培安培由实验发现电流之间的相互作用力，1822年进一步研究电流之间的相互作用，提出安培作用力定律。公元1821年，爱沙尼亚科学家塞贝克发现温差电效应(塞贝克效应)。公元1827年，英国科学家罗伯特·布朗发现悬浮在液体中的细微颗粒作不断地杂乱无章运动，是分子运动论的有力证据。

公元1830年，诺比利发明温差电堆。

公元1831年，迈克尔·法拉第发现电磁感应现象。公元1834年，法国科学家珀耳帖发现电流可以致冷的珀耳帖效应。公元1835年，美国科学家亨利发现自感，1842年发现电振荡放电。公元1840年，英国科学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳从电流的热效应发现所产生的热量与电流的平方、电阻及时间成正比，称焦耳—楞次定律(楞次也独立地发现了这一定律)。其后，詹姆斯·普雷斯科特·焦耳先后于1843，1845，1847，1849直至1878年测量热功当量，历经四十年，共进行四百多次实验。公元1842年，法国科学家勒诺尔从实验测定实际气体的性质，发现与波义耳定律及盖·吕萨克定律有偏离。公元1843年，迈克尔·法拉第从实验证明电荷守恒定律。公元1845年，迈克尔·法拉第发现强磁场使光的偏振面旋转，称法拉第效应。公元1849年，法国科学家斐索首次在地面上测光速。公元1851年，法国科学家傅科做傅科摆实验，证明地球自转。公元1852年，英国科学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳与威廉·汤姆逊发现气体焦耳－汤姆逊效应(气体通过狭窄通道后突然膨胀引起温度变化)。公元1858年，德国科学家普吕克尔在放电管中发现阴极射线。公元1859年，德国科学家基尔霍夫开创光谱分析，其后通过光谱分析发现铯、铷等新元素，他还发现发射光谱和吸收光谱之间的联系，建立了辐射定律。公元1866年，德国科学家昆特做昆特管实验，用以测量气体或固体中的声速。公元1869年，德国科学家希托夫用磁场使阴极射线偏转。公元1871年，英国科学家瓦尔莱发现阴极射线带负电。公元1875年，英国科学家克尔发现在强电场的作用下，某些各向同性的透明介质会变为各向异性，从而使光产生双折射现象，称克尔电光效应。公元1876年，德国科学家哥尔德茨坦开始大量研究阳极射线的实验，导致极坠射线的发现。公元1879年，英国科学家克鲁克斯开始一系列实验，研究阴极射线。公元1879年，奥地利科学家斯忒藩发现黑体辐射经验公式。公元1879年，美国科学家霍尔发现电流通过金属时，在磁场作用下产生横向电动势的霍尔效应。公元1880年，法国科学家居里兄弟发现晶体的压电效应。公元1881年，美国科学家迈克耳逊首次做以太漂移实验，得到零结果。由此产生迈克耳逊干涉仪，灵敏度极高。公元1885年，迈克耳逊与莫雷合作改进斐索流水中光速的测量。公元1887年，迈克耳逊与莫雷再次做以太漂移实验，又得零结果。公元1887年，德国科学家赫兹作电磁波实验，证实了英国科学家麦克斯韦的电磁场理论。同时，赫兹发现光电效应。公元1890年，匈牙利科学家厄沃作实验证明惯性质量与引力质量相等。公元1893年，德国科学家勒纳德研究阴极射线时，在射线管上装一薄铝窗，使阴极射线从管内穿出进入空气，射程约l厘米，人称勒纳德射线。公元1895年，皮埃尔·居里发现居里点和居里定律。公元1895年，德国科学家威尔姆·康拉德·伦琴发现x射线。公元1896年，法国科学家安东尼·亨利·贝克勒尔发现放射性。公元1896年，荷兰科学家塞曼发现磁场使光谱线分裂，后称塞曼效应，并证实了荷兰科学家洛仑兹关于电子论的推测。公元1897年，英国科学家约瑟夫·约翰·汤姆生从阴极射线证实电子的存在，测出的荷质比与塞曼效应所得数量级相同，其后J.J.汤姆逊进一步从实验确证电子存在的普遍性，并直接测量电子电荷。公元1898年，新西兰裔英国科学家欧内斯特·卢瑟福揭示铀辐射组成，他把“软”的成分称为α射线，“硬”的成分称为β射线。公元1898年，居里夫妇发现放射性元素镭和钋。公元1899年，俄国科学家列别捷夫实验证实光压的存在。公元1899年，德国科学家卢梅尔与鲁本斯等人做空腔辐射实验，精确测得辐射能量分布曲线，为普朗克的量子假说(1900年)提供了重要实验依据。公元1900年，法国科学家维拉尔德发现γ射线。公元1901年，德国科学家考夫曼从镭辐射测量β射线在电场和磁场中的偏转，从而发现电子质量随速度变化，实验所得早于爱因斯坦的狭义相对论的理论结果(1905年)。公元1901年，英国科学家理查森发现灼热金属表面的电子发射规律。后经多年实验和理论研究，又对这一定律作了进一步修正。公元1902年，勒纳德从光电效应实验得到光电效应的基本规律：电子的最大速度与光强无关，为爱因斯坦的光量子假说提供了实验基础。公元1908年，法国科学家佩兰实验证实布朗运动方程，求得阿伏伽德罗常数。公元1908年，荷兰科学家卡末林—昂内斯首次将氦液化。公元1908～1910年，德国科学家布雪勒等人，分别精确测量出电子质量随速度的变化，证实了洛仑兹－爱因斯坦的质量变化公式。公元1908年，德国科学家盖革发明计数管。欧内斯特·卢瑟福等人从α粒子测定电子电荷值。公元1906～1917年，美国科学家罗伯特·密立根测单个电子电荷值，前后历经十一年，实验做过三次改革。公元1909年，英国科学家盖革与马斯登在欧内斯特·卢瑟福的指导下，实验发现α粒子碰撞金属箔产生大角度散射，导致1911年卢瑟福提出有核原子模型的理论，这一理论于1913年为盖革和马斯登的实验所证实。公元1911年，荷兰科学家卡末林—昂内斯发现低温下金属的超导现象。公元1911年，英国科学家威尔逊发明威尔逊云室，为核物理的研究提供了重要实验手段。公元1911年，奥地利科学家海斯发现宇宙射线。公元1912年，德国科学家劳厄提出方案，弗里德里希、克尼平进行X射线衍射实验，从而证实了X射线的波动性。公元1913年，德国科学家斯塔克发现原子光谱在电场作用下的分裂现象(斯塔克效应)。公元1913年，英国科学家布拉格父子研究X射线衍射，用X射线晶体分光仪测定X射线衍射角，并根据布拉格公式算出晶格品格常数。公元1914年，英国科学家莫塞莱发现原子序数与元素辐射特征线之间的关系，奠定了X射线光谱学的基础。公元1914年，德国科学家弗朗克与赫兹测量汞的激发电位。1915年，丹麦科学家尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔判定他们测的结果实际上是第一激发电位，这正是玻尔1913年定态跃迁原子模型理论的极好证据。公元1914年，英国科学家查德威克发现β能谱。公元1915年，在阿尔伯特·爱因斯坦的倡议下，荷兰科学家德哈斯首次测量回转磁效应。公元1916年，荷兰科学家彼得·约瑟夫·威廉·德拜提出X射线粉末衍射法。公元1919年，英国科学家阿斯顿发明质谱仪，为同位素的研究提供重要手段。公元1919年，欧内斯特·卢瑟福首次实现人工核反应。

公元1919年，德国科学家巴克家森发现磁畴。

公元1922年，德国科学家斯特恩与盖拉赫使银原子束穿过非均匀磁场，观测到分立的磁矩，从而证实空间量子化理论。公元1923年，美国科学家阿瑟·霍利·康普顿用光子和电子相互碰撞解释X射线散射中波长变长的实验结果，称康普顿效应。公元1927年，美国科学家戴维森与革末用低速电子进行电子散射实验，证实了电子衍射。同年，英国科学家G.P.汤姆逊用高速电子获电子衍射花样，他们的工作为法国科学家德布罗意的物质波理论提供了实验证据。公元1928年，卡文迪许实验室的印度科学家拉曼等人发现散射光的频率变化，即拉曼效应。公元1931年，美国科学家劳伦斯等人建成第一台回旋加速器。公元1932年，英国科学家考克拉夫特与爱尔兰科学家瓦尔顿共同发明高电压倍加器，用以加速质子，实现人工核蜕变。公元1932年，美国科学家尤里将天然液态氢蒸发浓缩后，发现氢的同位素—氘的存在。公元1932年，詹姆斯·查德威克发现中子。在这以前，欧内斯特·卢瑟福于1920年曾设想原子核中还有一种中性粒子，质量大体与质子相等。据此曾安排实验，但末获成果。1930年，德国科学家玻特等人在α射线轰击铍的实验中，发现过一种穿透力极强的射线，误认为γ射线；1931年，法国科学家约里奥与伊仑·居里让这种穿透力极强的射线通过石蜡，打出高速质子。查德威克接着做了大量实验，并利用威尔逊云室拍照，以无可辩驳的事实说明这一射线即是卢瑟福预言的中子。公元1932年，美国科学家安德森从宇宙线中发现正电子，证实狄拉克的预言。公元1933年，美国科学家图夫建立第一台静电加速器。公元1933年，英国科学家布拉凯特等人从云室照片中发现正负电子对。公元1934年，前苏联科学家切仑柯夫发现液体在β射线照射下发光的一种现象，称切仑柯夫辐射。公元1934年，法国科学家约里奥·居里夫妇发现人工放射性。

公元1936年，安德森等人发现μ介子。

公元1938年，德国科学家哈恩与史特拉斯曼发现铀裂变。公元1938年，前苏联科学家卡皮查用实验证实液氦的超流动性。公元1939年，奥地利裔美国科学家拉比等人用分子束磁共振法测核磁矩。公元1940年，美国科学家开尔斯特等人用分子建造第一台电子感应加速器。公元1946年，美国科学家珀塞尔用共振吸收法测核磁矩，布拉赫用核感应法测核磁矩，两人从不同的角度实现了核磁共振。这种方法可以使核磁矩和磁场的测量精度大大提高。公元1947年，德裔美国科学家库什精确测量电子磁矩，发现实验结果与理论预计有微小偏差。公元1947年，美国科学家兰姆与雷瑟福用微波方法精确测出氢原子能级的差值，发现英国科学家狄拉克的量子理论仍与实际有不符之处。这一实验为量子电动力学的发展提供了实验依据。公元1948年，美国科学家肖克利、巴丁与布拉顿共同发明晶体三级管。公元1952年，美国科学家格拉塞发明气泡室，比威尔逊云室更为灵敏。公元1954年，美国科学家汤斯等人制成受激辐射的微波放大器——曼塞。公元1955年，美国科学家欧文·张伯伦与希格里等人发现反质子。1957年，希格里等人又发现反中子。公元1956年，华裔美国科学家吴健雄等人实验验证了华裔美国科学家李政道、杨振宁提出的在弱相互作用下宇称不守恒的理论(1956年)。实验方法是将钴-60置于极低温(0.01K)的环境中测量β蜕变。公元1958年，德国科学家穆斯堡尔实现γ射线的无反冲共振吸收(穆斯堡尔效应)。公元1960年，美国科学家梅曼制成红宝石激光器，实现了肖洛和汤斯1958年的预言。公元1962年，英国科学家约瑟夫森发现约瑟夫森效应。