诺贝尔物理奖的颁发是很谨慎的,一项重大科学理论若不经过实验准确和反复的验证是不会得到诺贝尔奖，相反实验物理学们较理论物理学家幸运多了，只要是重要的发现（无论这一发现是理论所预言的还是出乎预料，无论验证了某一科学理论还是否定之）都可能受到诺贝尔奖的青睐。因此诺贝尔物理奖史上，获奖的实验物理学家远远高于理论物理学家。从取得科学成果到获诺贝尔物理奖一般总要相隔５到１０年甚至更长有的长达３０多年（如２００４年发现了强相互作用理论中的“渐近自由”现象，是１９７３年的成果）。不过还是有些“幸运儿”取得成果仅不到两三年就享到获诺贝尔奖喜悦。这些科学成果的特点是在物理的重大领域取得了重大的成果，特别是在当时产生了极大的轰动影响。下面回顾一下诺贝尔物理奖历史上获奖最快（少于４年）的几次成果。
因制成液氦和发现超导现象，昂尼斯（Heike Kamerlingh Onnes 1853~1926）被授予了1913年度诺贝尔
物理学奖。
1882年，29岁的昂尼斯被任命为莱顿大学物理学教授和物理实验室负责人。决定把研究低温物理作为主攻方向。为了满足低温研究的需要，于1892～1894年建成了大型的液化氧、氮和空气的工厂，1906年可以大量生产液氢，为液化氦打下了坚实的基础。又经过两年奋斗，终于在1908年7月10日成功地液化了氦。为在液氦温度下研究物质的性质创造了条件。金属的电阻问题是昂尼斯的一个重要研究课题。当时对金属的电阻在绝对零度附近如何变化，有不同的说法，有人认为纯金属的电阻应随温度的降低而逐渐变小，并最终在绝对零度消失。昂尼斯最初相信的是开尔文1902年提出的另一种观点，即随着温度的降低，金属的电阻在达到一极小值后，会由于电子凝聚到金属原子上而变为无限大。昂尼斯由于掌握了液化氦的技术，因而具备了从实验上研究这一问题的条件。1911年2月，他测量了金和铂在液氦温度下的电阻，发现在4.3K以下，铂的电阻保持为一常数。而不是通过一极小值后再增大。因此他改变了原来的看法，而认为纯铂的电阻应在液氦温度下消失。为了检验他的看法，选择了汞作为实验对象，因为汞比其他金属容易提纯。实验结果出现了令人意想不到的奇特现象：汞的电阻在4.2K左右突然消失。1911年4月～11月，昂尼斯在连续三篇论文中详细地报道了他的实验结果。
这是人类历史上第一次发现超导现象，这一非同寻常的发现，不仅预示着在电力工业中可以大大提高发电效率，而且为人们利用这种超导电性制造超导电机、超导磁铁和超导电缆等开辟了广阔的天地。以后又有多位物理学家在这一领域获诺贝尔物理学奖。
因发现x射线在晶体中的衍射，劳厄（Max Theodor Felix Von Laue 1879~1960）获得了1914年的诺贝尔物理学奖。
自从1895年伦琴发现X射线以来，关于X射线的本质，科学家们提出了各自的看法。劳厄（右图）认为，X射
线是电磁波。他在与博士研究生厄瓦耳交谈时，产生了用X射线照射晶体以研究固体结构的想法。他设想，X射线是极短的电磁波，而晶体是原子（离子）的有规则的三维排列。只要X射线的波长和晶体中原子（离子）的间距具有相同的数量级，那么当用X射线照射晶体时就应能观察到干涉现象。在劳厄的鼓励下，索末菲的助教弗里德里奇和伦琴的博士研究生克尼平在1912年开始了这项实验。他们把一个垂直于晶轴切割的平行晶片放在X射线源和照相底片之间，结果在照相底片上显示出了有规则的斑点群。后来，科学界称其为“劳厄图样”。劳厄设想的证实一举解决了X射线的本性问题，并初步揭示了晶体的微观结构。爱因斯坦曾称此实验为“物理学最美的实验”。
１９１５年的诺贝尔物理学奖又颁发给了在X射线研究晶体结构方面所作出的杰出贡献的亨利·布拉格（William Henry Bragg 1862~1942）和劳伦斯·布拉格（William Lawrence Bragg 1890~1971）父子。
和劳厄一样，亨利·布拉格（左图）也在研究X射线的本质，但是，他认为X射线可能具有物质的性质，具体地讲，可能是由电子和a粒子组成的中性对。1912年，劳厄图样的公布使得
许多科学家相信X射线是一种电磁波，照片上的图样是由受晶体散射的X射线的干涉形成的。但是，老布拉格仍然坚持认为X射线不是电磁波而是一种粒子，并想方设法去加以证明，以便推翻劳厄的理论。为此，他设计了X射线分光计，并用它来研究X射线的谱分布、波长、普朗克常数、发射体和吸收体的原子量等物理量之间的关系。当时，小布拉格（右图）正在剑桥大学从事研究工作。当他得知父亲的想法后，也对X射线进行了研究。经过反复探索，小布拉格认为父亲的理论是不对的，X射线的确是一种电磁波。于是，父子二人互相取长补短，共同切磋。他们使用X射线分光计对晶体结构进行精心研究，证明了劳厄图样可以看作是由于晶体中原子富集面对X射线的反射形成的，并推出了著名的布拉格方程：nl=2dsinq，从而把X射线的波长l和反射出现的掠射角q联系起来。式中，d为相邻原子面的间距，n为光谱的阶数。
布拉格父子开创了父子同获诺贝尔奖的先例，同时，小布拉格获诺贝尔奖时才25岁，至今还保持着诺贝尔奖获得者中获奖年龄最轻的纪录。且他们在1913年—1914年的工作中创立了一个极重要和极有意义的科学分支——X射线晶体结构分析。如果说劳厄和他的同事们发现了X射线在晶体中的衍射，从而证明了X射线的波动特性，那么，利用X射线系统地探测晶体结构，则应归功于布拉格父子。
１９２７年，康普顿（Arthur Holly Compton, 1892-1962）因发现康普顿效应获诺贝尔物理学奖。这又是在Ｘ射线研究领域的重大发现。
1919～1920年间，康普顿去英国在汤姆孙和卢瑟福的指导下以访问学者的身份在卡文迪什实验室工作，他
进行了γ射线的散射实验，发现用经典理论无法解释实验结果。回国后他用单色x射线和布喇格晶体光谱仪作实验，通过从不同角度在靶周围测量散射互射线波长，发现散射波中含有波长增大的波，该现象就是著名的康普顿效应。为了对实验观察到的变线波长给予合理的解释，康普顿于1923年提出了一种新的量
子理论。他认为，在康普顿效应中，一个能量为hν、动量为hν/c的X射线光子与一个自由电子发生了保持能动量守恒的弹性碰撞。康普顿指出：散射应遵从能量守恒和动量守恒定律，出射X射线波长变长征明了X射线光子带有量子化动量，对这个效应做出了满意的理论解释。康普顿效应是近代物理学的一大发现，它进一步证实了爱因斯坦的光子理论，揭示出光的二象性，从而导致了近代量子物理学的诞生和发展；另一方面康普顿效应也阐明了电磁辐射与物质相互作用的基本规律。因此，无论从理论或实验上，它都具有极其深远的意义。中国物理学家吴有训在康普顿实验室做了大量实验，取得了令人信服的实验根低排除了学术界对康普顿理论的异议，为康普顿的工作做出了宝贵的、不可多得的贡献。
人类对光真是情有独钟，喇曼（Sir Chandrasekhara Venkata Raman, 1888-1970）因光散射方面的
研究工作和喇曼效应的发现，获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。
在X射线的康普顿效应发，现以后，海森堡曾于1925年预言：可见光也会有类似的效应。1928年，喇曼在《一种新的辐射》一文中指出：当单色光定向地通过透明物质时，会有一些光受到散射。散射光的光谱，除了含有原来波长的一些光以外，还含有一些弱的光，其波长与原来光的波长相差一个恒定的数量。这种单色光被介质分子散射后频率发生改变的现象，称为并合散射效应，又称为喇曼效应。这一发现，很快就得到了公认。英国皇家学会正式称之为“20年代实验物理学中最卓越的三四个发现之一”。喇曼是印度人，是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。
1935年，查德威克(James Chadwick, 1891-1974)因发现中子，获得了1935年度诺贝尔物理学奖．
1920年，卢瑟福曾经指出，除了质子和电子以外，还存在着和质子一样但不带电荷的粒子，他称这种粒子为中子。在发现中子以前，人们认为原子核是由质子和电子组成。最初，这种概念和实验符合得尚好。但对原 
子核碰撞的能量条件作进一步研究后发现，质子和电子组成原子核的理论很难同实验事实符合，特别是1930年玻特和贝克发现的铍辐射（当用氦核轰击铍核时出现的一种辐射，它的穿透本领极大）。约里奥·居里夫妇对铍辐射的研究，为发现中子迈出了重要的一步。她们让辐射从一个很薄的窗口射入装有空气的电离容器，当窗口放有石蜡或其他含氢物质时，容器中的电离就增强。他们认为，增强是由于石蜡发射出了很高速的质子。遗憾的是，他们只是简单地认为，铍辐射是一种g辐射。查德威克（左图）对铍辐射作了进一步的研究，发现很多别的元素，例如氦、锂、碳、氮和氩，也有类似的辐射。通过对碰撞的能量条件所作的广泛研究和计算，他很快就确信铍辐射不可能是g辐射。1932年，查德威克首先用中子来解释铍辐射，并认为是中子从石蜡中撞击出质子。随后，查德威克研究了当不同物质的核因碰撞而变成其他物质的新核和中子时发生的质量交换。例如，当氦核撞击铍核时就产生碳核和中子。知道不同核的质量，便可直接求出中子的质量。查德威克对各种元素的核碰撞时的质量交换作了大量的研究，成功地测定了中子的确切质量。正如预期的那样，他发现中子的质量几乎和质子的一样。1932年，他在《皇家学会学报》上以《中子的存在》为题写成了论文。
中子的发现对认识原子核内部结构是一个转折点，具有重大的理论意义。人类进入原子能时代的大门被原子敲开了。
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