第一个量子理论︰普朗克和黑体辐射1690年，惠更斯提出了光的波动学说用以解释干涉和折射现象，[7]而艾萨克·牛顿坚信光是由极其微小的粒子构成的，他把这种粒子叫作“光子（corpuscles）”。由于牛顿本人的高度权威，微粒说在很长的一段时间占据着上风，1827年，托马斯·杨和奥古斯丁·菲涅耳用实验证明了光存在干涉现象，这是和“微粒说”不相容的。随着波动学说的数学理论逐渐完善，到19世纪末，无论是实验还是理论上，牛顿的理论都失去了以往的地位。1874年，乔治·强斯顿·史东尼首次提出了电荷的概念，它是带电体的基本量，不能再被拆分成更小的部分。电荷也就成为了第一个被量子化的物理量。1873年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦给出了著名的麦克斯韦方程，在理论上证明振荡的电路能够产生电磁波，这使得纯粹的通过电磁测量手段来测量电磁波的速度成为了可能。而测量结果显示电磁波的速度非常的接近于光速。也就是说，光也是一种电磁波。亨里克·赫兹制作了一个能够产生低于可见光频率的电磁波（现在我们称之为微波）的仪器。早期研究的争议在于如何解释电磁辐射的本质，一些人认为这是因为其的粒子性，而另一些人宣称这是一种波动现象。在经典物理里，这两种思想是完全相悖的。从光谱学开始的突破最初，人们认为原子电磁辐射的模式是类似于小提琴的一根弦“辐射”出声波那样的--不仅仅只有一种基本频率（整个弦一起在最低频率振动，同时向一个方向运动），还应该有高频谐波（频率是基频的整数倍，弦上不同的地方位移可能相反，类似于正弦波）的成分。但如何用数学语言简洁合理的描述某种元素的谱线分布一直困扰着人们，直到1885年，才由约翰·雅各布·巴耳末给出了一个简单的公式来描述氢原子的谱线，如下：表示波长,R是里德伯常量，而n是大于2的整数这个公式还能推广到适用于别的一些元素的原子光谱，但这不是关键的，我们感兴趣的是，为何第一个分数的分母是一个整数的平方？普朗克常数普朗克的公式适用于任意的波长和频率的情况下，同时限制了发散的能量传输。“在经典物理里，...振动的能量仅仅取决于其振幅，而振幅的大小是没有任何限制的。”[19]他的理论导出了一个重要推论，辐射的能量和辐射的频率成正比关系，频率越高，能量越大。为了解释这个推论，他做了这样的假设：宏观的辐射源（如黑体）是由数量巨大的基本谐振子构成的，振子的频率在零到无穷大之间分布（不久以后证实了这种基本谐振子就是原子或分子），于是普朗克做了更进一步的假设：任一振子的能量“E”和它的频率“f”成正比，而且是某种整倍数关系。如下所示：在此式里，n=1,2,3,..。“h”由普朗克首先引入的是基本物理学常数，为了纪念他的功绩，被命名为“普朗克常数”。[20]h是一个非常小的量,大约是6.6260693×10-34焦耳-秒。如果我们知道“h”和光子的频率，就能用这个方程计算出光子的能量。给出一个例子：如果一束光的频率是540×1012赫兹。那么这束光的每一个光子的能量就是“h”×（540×1012hertz）。因此光子的能量就是3.58×10-19焦,就是大约2.23电子伏特。约化普朗克常数（狄拉克常数）