این کتاب با بحث تاریخی درباره نقش آزمایشات برای صحت ایده‌ها و فرضیات درباره اتم و مولکول‌ها شروع می‌شود. رابطه نزدیک بین آزمایش و نظریه یکی از دلایل رشد سریع فیزیک اتمی در قرن ۱۹ و ۲۰ می‌باشد.
مانند نظریه جنبشی گازها که با در نظر گرفتن حرکت گازها شناخته می‌شود و یا نظریه کوانتش انرژی در تابش میدان که توضیح می‌دهد طیف انرژی اندازه گرفته شده ناشی از تابش یک منبع گرمایی، ناپیوسته و جدا می‌باشد.
مباحثی مانند نظریه گازها، مکانیک کوانتومی، اتم هیدروژن، لیزرها، تابش‌های الکترومغناطیس و تکنیک‌های آزمایشگاهی در فیزیک اتمی از جمله فصول کتاب می‌باشد.