فیزیک هسته‌ای
بایستی بین فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای تفاوت قائل شد. فیزیک اتمی به بررسی ساختار اتم می‌پردازد و بیشتر اوقات می‌کوشد تا به آرایش الکترون‌ها پی ببرد و راهبردهای استفاده از الکترون به هر منظور را کشف و استفاده کند؛ ولیکن فیزیک هسته ای بر روی هسته اتم متمرکز است و سعی بر این دارد که از هسته که حاوی نوکلئون‌ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) و کوارک‌ها (ذرات کوچکتر درون پروتون‌ها و نوترون‌ها) است انرژی بدست آورد. البته کارهای دیگری نیز مانند تعیین نیمه عمر و … هستند که مخصوص فیزیکدانان هسته ای است. با این همه، اکثریت فیزیک اتمی و هسته ای را یکی می‌شمارند.
واقعیت کوانتومی
پس از ارائه خلاصه‌ای از برخی از آزمایش‌های ویران کننده در تاریخ فیزیک کلاسیک (مانند فاجعه ماوراء بنفش) که باعث ایجاد انگیزه برای توسعه نظریه‌ای جدید مانند نظریه کوانتومی شدند، هربرت چهار فرمول اصلی را برای نظریه کوانتومی ارائه می‌کند که عبارت‌اند از: مکانیک ماتریسی ورنر هایزنبرگ، مکانیک موجی اروین شرودینگر، نظریه تحول پل دیراک و فرمول فرمول‌بندی انتگرال مسیر ریچارد فاینمن.