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액체 중에 떠다니는 미세 입자의 브라운 운동을 연구하여 물질의 원자적 특성을 확증했으며, 1926년 이 업적으로 노벨 물리학상을 받았다. 파리의 고등사범학교에서 교육받은 그는 파리대학교의 교수진에 합류했고(1898) 물리화학교수가 되었다(1910~40). 1895년 음극선이 음전하를 띤 입자(전자)임을 확립했다.

1908년경 콜로이드 입자가 중력에도 불구하고 액체 중에 떠 있는 방식을 결정하는 데 몰두했다. 이 입자들이 침강하는 모양을 관찰함으로써 그는 이 현상에 대한 아인슈타인의 방정식을 확증했으며 원자와 분자의 크기뿐만 아니라 주어진 부피 안에서의 양을 판단할 수 있었다.