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工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属（主要是铜、铁）仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山

吉尔伯特是英国女王伊丽莎白一世的皇家医生，他对于电和磁特别有兴趣，撰写了本阐述电和磁的科学著作《论磁石》。这是一本具有现代科学精神的书籍，着重于从实验结果论述。吉尔伯特指出，不是只有琥珀可以经过摩擦产生静电的物质，钻石、蓝宝石、玻璃等等

1859年，德国物理学家尤利乌斯·普吕克将真空管两端的电极之间通上高压电，制成阴极射线。物理学者发现，阴极射线是以直线传播，但其传播方向会被磁场偏转。阴极射线具有可测量的动量与能量。1897年，约瑟夫·汤姆孙做实验证实，阴极射线是由带负电的粒子组成，称为电子，因此他发现了电子。

爱因斯坦主张，光束是由一群离散的（现称为光子）组成，而不是连续性波动。假若光子的频率大于某极限频率，则这光子拥有足够能量来使得金属表面的电子逃逸，造成光电效应。这个重要发现展开了物理的大门。