Fisika atom
Istilah "fisika atom" seringkali dikaitkan dengan kekuatan nuklir dan bom nuklir, karena sinonim antara "atom" dan "nuklir". Namun, ahli fisika membuat perbedaan antara fisika atom, yang bekerja dengan atom dalam tingkatan inti atom dan elektron, dan fisika nuklir, yang bekerja dengan inti atom saja.
Atom
Elektron, sama seperti partikel lainnya, memiliki sifat seperti partikel maupun seperti gelombang (dualisme gelombang-partikel). Awan elektron adalah suatu daerah dalam sumur potensi di mana tiap-tiap elektron menghasilkan sejenis gelombang diam (yaitu gelombang yang tidak bergerak relatif terhadap inti) tiga dimensi. Perilaku ini ditentukan oleh orbital atom, yakni suatu fungsi matematika yang menghitung probabilitas suatu elektron akan muncul pada suatu lokasi tertentu ketika posisinya diukur. Hanya akan ada satu himpunan orbital tertentu yang berada disekitar inti, karena pola-pola gelombang lainnya akan dengan cepat meluruh menjadi bentuk yang lebih stabil.