912年回临川中学（今抚州一中）任教半年。1913年考取官费赴美国留学。初入加州大学，后转芝加哥大学，1917年冬获该校物理系学士学位。1918年入哈佛大学研究院，后转入耶鲁大学和普林斯顿大学。1921年获得普林斯顿大学硕士学位。1922年获美国普林斯顿大学哲学博士学位，博士论文是研究低压电弧的电子发射速率的实验成果（导师为卡尔·泰勒·康普顿，阿瑟·康普顿之兄）。同年返国，应南开大学校长张伯苓的聘请，来到南开大学任教授，创立物理系并任主任。学生中有吴大猷、吴大任、郭永怀、马仕俊、江泽涵、申又振、陈省