Röntgen 1895-ben fedezte fel, hogy egy működő gázkisülési cső környezetében furcsa dolgok történnek:
- bizonyos tárgyak fluoreszkálnak (világítanak)
- átlátszatlan dobozban lévő, fotózáshoz használt film megfeketedik (mintha fényt kapott volna)
Ha a kisülési cső és a fluoreszkáló ernyő közé falapot vagy papírlapokat helyezett, az ernyő fluoreszkálása halványodott, de megmaradt. Röntgen ezekből arra következtetett, hogy a kisülési csőben egy láthatatlan sugárzás keletkezik, melyet a fa, papír csak részben nyel el. Publikációját követően sokan kezdték vizsgálni a kisülési cső közelében fluoreszkáló tárgyakat, ilyen volt számos kőzet is.
Az 1896-ban a francia Becquerel fluoreszkáló uránérc kőzettel azt tapasztalta, hogy az akkor is megfeketíti a fotózáshoz használt filmet (mintha azt fénnyel sugározták volna be), ha a film vékony fémből készült dobozba volt zárva, holott az a fényt teljesen leárnyékolja. Az új, ismeretlen (fémlemezen áthatoló) sugárzást x-sugárzásnak (x-ray) nevezték el.
1899-ben Rutherford a radioaktív kőzetekből kilépő sugárzásokat az alapján osztályozta, hogy milyen vastag levegő- illetve fémréteg nyeli el őket:
| Milyen vastag | ||
| levegő- | fém- | |
| réteg nyeli el? | ||
| alfa | $<1\ \mathrm{cm}$ | néhány $\mu \mathrm{m}$ |
| béta | néhány $\mathrm{dm}$ | néhány $\mathrm{mm}$ |
| gamma | semmilyen | még több $\mathrm{cm}$ sem |
Marie Curie a radioaktív sugárzások mágneses mezőben történő eltérülését vizsgálta, és ebből azt kapta, hogy az alfa-sugárzás pozitív részcske kell legyen, a béta negatív, a gamma pedig semleges: