No ano de 1896, o ilustre físico holandês Pieter Zeeman (1875-1943) fez uma descoberta extremamente importante para o desenvolvimento da Física Moderna. Seguindo o exemplo de seu antecessor, o grande físico inglês Michael Faraday (1791-1867), ele fazia experiências com influência de campos magnéticos sobre a luz, especialmente sobre os espectros dos átomos. Em seus experimentos, observou as linhas de emissão de vapor de sódio num campo magnético e logo conseguiu descobrir um alargamento da linha no campo magnético. Depois de melhorar sua técnica experimental, conseguiu separar as linhas do espectro no campo magnético em diversos componentes. A separação das linhas espectrais no campo magnético é conhecida, então, por "efeito Zeeman".
Uma explicação teórica do fenômeno observado seria dada pouco depois pelo professor de Zeeman, Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928). Lorentz partiu da hipótese de que partículas carregadas movem-se no átomo e são responsáveis pela radiação da luz. (Uma teoria um tanto profética, como revelaria-se após a descoberta dos elétrons, por Josef John Thomson, e suas condições de energia.) Sobre essas partículas carregadas, segundo as leis clássicas do eletromagnetismo, atua uma força no campo magnético. A partir da modificação da frequência das linhas no efeito Zeeman, Lorentz e Zeeman conseguiram até mesmo uma afirmação sobre a proporção entre a carga e a massa das partículas carregadas. Ficou estabelecido que tratava-se de uma partícula negativamente carregada com uma duomilésima parte da massa atômica, como mais tarde foi efetivamente verificado para o elétron. Por seus célebres trabalhos sobre o efeito Zeeman, Pieter Zeeman e Hendrik Antoon Lorentz receberam em 1902 o Prêmio Nobel de Física.
