À la fin de l'année 1895, Wilhelm Röntgen a découvert les rayons X. Il a publié ses résultats avant la fin de l'année et le mot de sa découverte s'est étendu rapidement.
Quelques mois plus tard Henri Becquerel a appris la découverte quand Henri Poincaré l'a présenté à une réunion de l'Académie française de Science. Les rayons X de Röntgen étaient venus des murs du verre fluorescents d'un tube cathodique. Becquerel voulait vérifier si d'autres objets luminescents pouvaient produire ces mêmes rayons et a expérimenté à cette fin avec l'Uranium en février 1896. Il exposa le minéral à la lumière du soleil pour engendrer sa luminescence, le mettant ensuite sur une plaque photographique enveloppée en papier noir.
La découverte de radioactivité est venue début mars 1896. Becquerel avait installé l'expérience un vendredi matin, mais le temps été nuageux donc l'Uranium ne pouvait pas être rendu luminescent. Il avait alors mis l'Uranium et les plaques dans un tiroir pour le week-end, mais a décidé de développer les plaques en tout cas. Becquerel trouve les mêmes images embrumées : les sels de l'Uranium rayonnaient donc sans même être activés par la lumière du soleil : ce rayonnement est donc intrinsèque.
Ce phénomène inconnu jusqu'à présent est nommé radioactivité par Pierre et Marie Curie quelques années plus tard. Ils avaient commencé à étudier ce phénomène en 1898 et trouvaient que Thorium, Polonium et Radium présentaient aussi le même effet.
Rappel :
En 1903 les Curies ont partagé le Prix Nobel avec Becquerel pour leur travail.
Ernest Rutherford enquêtait également en même temps sur la radioactivité ; en 1898 il a confirmé l'observation de Becquerel. De plus il a remarqué qu'il y avait au moins deux types de rayons de l'Uranium :
des rayons facilement absorbées par la matière qu'il a nommé alpha : .
des rayons plus pénétrants qu'il a nommés bêta : .
Rutherford va découvrir plus tard dans ces travaux que ces rayons sont en vérité des particules et qu'il y a en effet deux particules bêta : et . se révèle être l'électron tandis que est le positron (un électron positivement chargé).
Remarque :
A cette époque les résultats issus des effets de radioactivité et des travaux de Thomson montraient clairement que l'atome est un foyer hébergeant simultanément les deux types de particules : électrons (négativement chargés) et particules alpha (positivement chargées), tout en maintenant une neutralité de charge au sein de l'atome.