吴健雄寄给了胡适夫人，现存于台湾南港的胡适纪念馆中。
吴健雄在柏克莱物理所的前两年，是和同学一块上课，大约有十五个人。她的同学中有一些人后来做了相当重要的工作。譬如后来在芝加哥市郊一手创建起美最重要的高能物理中心费米家实验室的威尔森。
还有像渥科夫（g.volkoff），后来做了加拿大物理学会会长、加拿大家科学顾问，对加拿大的物理发展贡献很大，是加拿大最知名的物理学家。
吴健雄在柏克莱念完一年，成绩相当的好，第二年到了，吴健雄不要叔父继续供她读书的钱，便想向学校申请奖学金。那时候美对东方人是很歧视的，过去也从没有给过东方学生奖学金，系主任柏基怕董事会有意见，因此只能给吴健雄和袁家骝钱数较少的助读金（reaoecship）。
袁家骝于是转向在加州南方洛杉矶的加州理工学院申请，结果得到校长密立肯自来电报说要给袁奖学金，并要袁家骝立即回复。袁看机会很好，就立刻回复接受，这还引起柏克莱物理系主任柏基很大的不快。
吴健雄继续留在柏克莱物理系，继续认真地上课求知。由于她的才分出众，勤奋努力，加上外貌妩媚气质高雅，个又开朗率真，在物理系师生间成为一个明星人物，物理系的男同学都众星拱月般地仰慕她，公认她是系花美女，其中有好几个人追求她，他们甚至将她的姓名“吴”发声作“呜”，半开玩笑地唱在一首情歌中。
头两年的一般课程上完后，吴健雄要开始准备她的博士论文报告，也就是说她要开始找一个指导的教授，选定一个实验题目，开始为她将来要长久从事的科学实验工作，取得一个合格入门的资格。
吴健雄由于物理才分本就不凡，加上以前在上海的中研院物理所做过x光晶衍射实验，对于需要相当经验才做得好的物理实验，可说已有一些根基。因此，当时在柏克莱放射实验室任主持人的大科学家劳伦斯，一开始就是她名义上的指导老师。
而实际上指导吴健雄做实验的，是一位20年代跟随大科学家费米（e.fermi）在罗马做出一些有名原子核实验工作的塞格瑞。塞格瑞在物理上的早期经验和后来他在欧洲的游学研究，使他当时已经是一个相当有份量的物理学家，因此虽然一开始在柏克莱他并没有正式教席位置，薪也是由洛克菲勒基金会支付，但是却马上有不少的合作者。
1938年，吴健雄正式开始其后来成就斐然的原子核物理实验之时，这个科学领域正是一个灿然大起的局面，延续自这个世纪初期以来的许多进展，使原子核物理达到一个空前的盛况。
1938年吴健雄的头一个实验工作，由劳伦斯指导，题目是探究放射铅因产生β衰变放出电子，而激发产生出两种型态x光的现象。这个工作与……
[续物理科学的第一夫人吴健雄上一小节]当时已相当出名的科学家如乌楞拜克（g.uhlenbeck）、贝特（h.bethe)和海特勒（w.heitler）的理论工作，有着直接的关系。对于原子核物理来说，恐怕没有什么事情会比1938年底铀原子核分裂的发现，来得更令人震惊了。1939年1月这个消息由科学期刊正式公开之后，全世界在这一领域的科学家，都迫不及待地开展相关的实验工作。
1939年吴健雄由塞格瑞指导进行的实验，也正是研究铀原子核分裂的产物。在这一系列的实验工作中，对吴健雄而言，可以说有两大重要意义。其一是这些实验虽有塞格瑞指导，但是大多数是吴健雄独立完成的，另外则是其中的一项结果，对于后来美造原子弹的“曼哈顿计划”提供了关键的贡献。
吴健雄一开始的实验工作，便有着她后来普受赞赏的风格和特质，是精确而细致的，因此无论是她名义上的指导者劳伦斯，或是实际和她一块工作的塞格瑞，对她都极为赞赏。
她经常在实验室中工作到很晚，由于系里担心她一个人半夜里走回际学舍的安全，因此便要另外一位也经常在实验室中工作到很晚的同学威尔森，开他的老爷车送吴健雄回去。因此，每天清晨三、四点钟，威尔森便会绕到吴健雄的实验室说：“吴小，你回家的时候到了。”
威尔森是吴健雄同学中相当有才分的一个实验科学家，也是吴健雄的爱慕追求者之一，他平时彻夜在实验室的工作，以及暑假里回怀俄明州老家打工赚学费的作为，都令吴健雄印象深刻，也觉得美学生独立精神确实不同。
吴健雄是1940年得到博士学位的。她的研究论文就是前面提到的两项研究，这两项研究不但都写成论文，发表在际上最重要的《物理评论》期刊上，实验结果在科学上也都有相当重要的意义。吴健雄得了学位之后，继续在柏克莱做了两年博士后研究。她的实验工作是研究铀元素的分裂产物以及一些元素的放射同位素，因此经常要利用回旋加速器撞击靶后产生的中子束。那时劳伦斯为了得到支持建造回旋加速器的经费，总要强调加速器应用在治疗癌症方面之功用，因此也确实有一些病人在接受照射治疗。吴健雄通常总是早上六点就去，等病人一停止治疗，她马上就开始工作。
吴健雄在原子核分裂和放射同位素方面的杰出工作，当时已经使她成为奥本海默等许多大科学家口中的“权威专家”，经常被请去在
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