В учебном пособии обсуждаются фундаментальные вопросы атомной и ядерной физики и рассматриваются возможности их экспериментального исследования с использованием современных многофункциональных лабораторных комплексов. Эти комплексы позволяют изучать особенности теплового излучения, законы фотоэффекта, закономерности спектров атомов и молекул. Применение компьютерного моделирования дает возможность реализовать опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц на атомах, изучать комптоновское рассеяние и целый ряд других явлений. Исследование законов поглощения γ-излучения веществом, дозиметрии и закономерностей α-распада плутония создают основу для глубокого изучения ядерного строения вещества. Изложение каждого раздела, как правило, начинается с истории рассматриваемого явления или эффекта и его детального анализа с точки зрения современных теоретических представлений. Затем обсуждаются возможности экспериментального изучения явления при помощи существующих установок и лабораторных комплексов и методические особенности проведения непосредственных измерений. Полученные экспериментальные результаты обрабатываются на основе существующих теоретических моделей. Использование такого подхода существенно повышает эффективность учебного процесса при изучении курса «Атомная и ядерная физика».