電

早在對於電有任何具體認知之前，人們就已經知道發電魚（electric fish）會發出電擊。早在4750年前撰寫的古埃及書籍記載，這些魚被稱為“尼羅河的雷使者”，是所有其它魚的保護者。大約兩千五百年之後，希臘人、羅馬人，阿拉伯自然學者和阿拉伯醫學者，才又出現關於發電魚的記載。

古羅馬醫生Scribonius Largus也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建議患有像痛風或頭疼一類病痛的病人，去觸摸電鰩，也許強力的電擊會治癒他們的疾病。

阿拉伯古人可能是最先了解閃電本質的族羣。早於15世紀以前，阿拉伯人就創建了“閃電”的阿拉伯字“raad”，並將這字用來稱呼電鰩。

在地中海區域的古老文化裏，很早就有文字記載，將琥珀棒與貓毛摩擦後，會吸引羽毛一類的物。2600年前左右，古希臘的哲學家泰勒斯（Thales，640-546B.C.）就做了一系列關於靜電的觀察。從這些觀察中，他認為摩擦使琥珀變得磁性化。這與礦石像磁鐵礦的性質迥然不同；磁鐵礦天然地具有磁性。泰勒斯的見解並不正確。但後來，科學證實了磁與電之間的密切關係。

但是幾千年來，人們只是觀察了雷電等自然現象，並不瞭解電的本質，直到1600年，由於英國科學家威廉·吉爾伯特的嚴謹科學態度，才開始對於電與磁的現象出現進行了系統性研究。吉爾伯特是英國女王伊麗莎白一世的皇家醫生，他對於電和磁特別有興趣，撰寫了第一本闡述電和磁的科學著作《論磁石》。這是一本具有現代科學精神的書籍，着重於從實驗結果論述。吉爾伯特指出，不只是琥珀可以經過摩擦產生靜電的物質，鑽石、藍寶石、玻璃等等，也都可以表現出同樣的電學性質，在這裏，他成功地擊破了琥珀的吸引力是其內秉性質這持續了2000年的錯誤觀念。吉爾伯特製成的靜電驗電器可以敏鋭的探測靜電電荷。在之後的一個世紀，這是最優良的探測靜電電荷的儀器。

先前，意大利數學家和醫生吉羅拉莫·卡爾達諾列出一些電現象與磁現象的不同之處。從卡爾達諾的結果，吉爾伯特得到很多啓發，他提出更多分歧之處：帶電物質會吸引所有其它物質，而磁石只會吸引鐵器；琥珀需要磨擦才能產生電性，而磁石不需要任何動作；磁石會將物體按照某定向排列，而帶電物質則只會吸引其它物質。吉爾伯特創建了新拉丁術語“electrica”（類似琥珀，從“ήλεκτρον”，“elektron”，希臘文的“琥珀”），意思為像琥珀的吸引方式一般的那些物質。

由於他在電學的眾多貢獻，吉爾伯特被後人尊稱為“電學之父”。後來，從“electricus”又衍生了英文詞語“electric”和“electricity”，這兩個英文字最先出現於托馬斯·布朗的1646年著作《世俗謬論》（Pseudodoxia Epidemica，英文書名《Vulgar Errors》）。之後，科學家奧托·馮·格里克、羅伯特·波義耳、史蒂芬·葛雷（Stephen Gray）、查理·杜費（Charles du Fay）等等，都做了更進一步的研究。

1767年，約瑟夫·普利斯特里做實驗發現，在帶電金屬容器的內部，電作用力為零。從這實驗結果，他準確猜測，帶電物體作用於彼此之間的吸引力與萬有引力都遵守同樣的定律。1785年，查爾斯·庫侖用扭秤（torsion balance）做實驗證實了普利斯特里的猜測，兩個帶電物體施加於彼此之間的作用力與距離成平方反比。他奠定了靜電的基本定律，即庫侖定律。於此，電的研究已提升成為一種精密科學。

1791年，路易吉·伽伐尼發現，假設將青蛙與靜電發電機連結成閉合電路，然後開啓靜電發電機，則青蛙肌肉會顫動。這實驗演示出，神經細胞倚賴電的媒介將信號傳達到肌肉。他因此創建了生物電學術領域。1800年，亞歷山大·伏打伯爵將銅片和鋅片浸於食鹽水中，並接上導線，製成了第一個電池：伏打電堆，堪稱是現代電池的元祖。伏打電堆給予科學家一種比靜電發電機更穩定的電源，能夠連續不斷的供給電流。

1820年，漢斯·奧斯特在課堂做實驗時意外發現，電流能夠偏轉指南針的方向，演示出電流周圍會生成磁場，即電流的磁效應。隨後，安德烈·瑪麗·安培對於這現象做定量描述，給出安培力定律與安培定律。他們兩個人的研究成果成功地將電與磁現象連結在一起，共稱為“電磁現象”。應用這理論，可以製作出來磁性超強勁於天然磁石的電磁鐵。1827年，格奧爾格·歐姆發展出一套精緻的數學理論來分析電路。

1831年，麥可·法拉第與約瑟·亨利分別獨立地發現了電磁感應──磁場的變化可以生成電場。1865年，詹姆斯·麥克斯韋將電磁學加以整合，提出麥克斯韋方程組，並且推導出電磁波方程。由於他計算出來的電磁波速度與測量到的光速相等，他大膽預測光波就是電磁波。1887年，海因裏希·赫茲成功製成並接收到麥克斯韋所描述的電磁波。麥克斯韋將電學、磁學與光學統合成一種理論。

1859年，德國物理學家尤利烏斯·普呂克將真空管兩端的電極之間通上高壓電，產生陰極射線。物理學者發現，陰極射線是以直線傳播，但其傳播方向會被磁場偏轉。陰極射線具有可測量的動量與能量。1897年，約瑟夫·湯姆孫做實驗證實，陰極射線是由帶負電的粒子組成，稱為電子，因此他發現了電子。

十九世紀早期見證了電磁學快速蓬勃，如火如荼的演進。到了後期，應用電磁學的先進知識，電機工程學開始了一段突破性的發展。例如，亞歷山大·貝爾發明了電話、湯瑪斯·愛迪生設計出優良的白熾燈和直流電力系統、尼古拉·特斯拉發展完成感應電動機和發現交流電、卡爾·布勞恩改良成功裝置在顯示器或電視機裏的陰極射線管。由於這些與其他眾多發明家所做出的貢獻，電已經成為現代生活的必需工具，更是第二次工業革命的主要動力。

德國物理學者海因裏希·赫茲於1887年發現，照射紫外線於電極可以幫助產生更多電花。這就是光電效應所產生的現象。包括約瑟夫·湯姆孫、菲利普·萊納德在內的物理學者們，對於光電效應的做了很多理論研究與實驗研究。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦發表論文對於光電效應的眾多實驗數據給出解釋。愛因斯坦主張，光束是由一羣離散的量子（現稱為光子）組成，而不是連續性波動。假若光子的頻率大於某極限頻率，則該光子擁有足夠能量來使得金屬表面的電子逃逸，產生光電效應。這個重要發現展開了量子物理的大門。

1901年，古列爾莫·馬可尼從英國發射無線電訊號，越過大西洋，傳送至加拿大。5年後，“無線電之父”李·德富雷斯特研究出真空三極管。這重大發明推動電子時代急速向前推進，使得無線電與長途電話科技不再是遙不可及的夢想。到了1940、1950年代，固態原件開始在越來越多個場合得到應用，這標記着真空管科技的快速沒落與半導體科技的崛起。1947年，貝爾實驗室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布喇頓工作團隊發明了晶體管。這是二十世紀最重要的發明之一，凡是電子器具大多都須要用到晶體管。傑克·基爾比於1958年和羅伯特·諾伊斯於1959年分別獨立發明集成電路。現今，大量晶體管、二極管、電阻器、電容器等電子原件都可以被裝配在單獨的集成電路里。