吴起銮的教学内容非常广泛，既有旧学也有新学，既讲语文，也讲数学，教学方法是灌输与启发兼而有之。
吴有训特别敬佩老师启发式的讲课，因为这与以前的先生大不一样，不仅可使思路开阔，而且在老师的启发下，自己的很多问题都可一一找到答案。
另外，老师的特殊经历，使他在讲课中常常慨叹国家的衰弱。把他自己体会很深的“物竞天择、适者生存”的道理以生动、有趣的方式讲解出来。
少年吴有训被这些似懂非懂的道理强烈地吸引了。它使吴有训静心凝神地想，时而就一二个疑问请教先生，先生总是有问必答。吴有训虽不能完全听懂，却出感到十分满足。
久而久之，从老师那里请教有关“物竞天择”的学问，成了吴有训最大的兴趣，无论刮风下雨，春夏秋冬，从不间断。有一次，先生走进吴有训的宿舍，发现他的枕头两边摆满了各种各样的书，随手拿起一本，书名为《物理常识》。先生一页页地翻看着，看到许多地方，被吴有训用几种不同的笔画了杠杠，有的还做了简单的注解。从这里，老师看到了吴有训那种刻苦、认真、孜孜不倦地学习精神，他也清楚地看到，吴有训酷爱物理，并有天赋……吴有训读书学习，喜欢联想，由此及彼，由表及里，甚至能漫无边际地展开想象的翅膀。这与他特别喜爱“物竞天择、适者生存”的道理密切相关。
有一次学了《地理学》上地球的经、纬线后，十分好奇的吴有训居然会联想到母亲织布机上织就的布，不就是由经线和纬线组成的吗?他放学回家后趁母亲不在，就坐在织布机前，这里摸摸，那里弄弄。回想着母亲织布时的样子和手势，踏动木机，穿动木梭，经经纬纬地试织了一段布。事后，竟然未被精明的母亲发现。这事曾使他激动了好几天。他觉得世界上许多事物都是由经和纬组成的，而通过自己的劳动，就能创造一切。
就这样，吴有训有了一个坚实的基础。之后，吴有训以其坚韧、刻苦的努力一路过关进取，直登科学的殿堂。
已不是小孩的吴有训，在社会的急剧变革之中，对于人生奋斗目标，开始有了自己的决心和打算。吴有训把孙中山先生的一段话牢记心中：国民革命需要两路大军，一路举行起义，建立民众政权;另一路则学习世界先进科学技术，改变我国贫穷落后的面貌。
当时的祖国在吴有训眼中，多是贫穷、落后、愚昧和“东亚病夫”之类，作为中国人对改变祖国面貌负有不可推卸之责任。
吴有训决心埋头苦干并为之奋斗终生。
顽强进取的中国留学生
青年吴有训，在南京高等师范学校毕业后，再接再励，又考取了官费留学生。吴有训知道，物理学是科学中的基础学科之一，中国的科学事业要得到发展，若没有一批出类拔萃的物理学家以及他们的创举，几乎是不可能的。
而大洋彼岸的美国芝加哥大学物理系，早就是闪耀在他心头的一颗物理学明珠。
真是幸运，导师竟然是康普顿教授。这位只比吴有训大5岁的年轻教授，因为提出了电子以及其他基本粒子的“康普顿波长”概念而著名于世。吴有训所在的研究生班总共23人，其中跟吴有训相处最好的是美国籍学生奥·劳伦斯。劳伦斯于30岁那年以其发明的回旋加速器获诺贝尔物理学奖，这是后话。
吴有训以充沛的精力、拓荒者的顽强性格，夜以继日、不知疲倦地投入科学实验。他经常忘了吃饭，忘了睡觉，忘了写封家书告慰父亲。
有段时间，吴有训竟4个月没有给父亲写信，这可急坏了远在江西的父亲。父亲接连打来四封加急电报，询问儿子近况，声称如若半个月内再见不到儿子的回音，父亲将前往美国芝加哥探望。
不知是谁将这一情况告诉了康普顿教授，康普顿教授一怒之下，将吴有训赶出实验室。并下令：在没有证实吴有训给父亲写信请安的情况下，不得再进实验室，也不得再参加研究工作。
吴有训这才发了急，一口气给父亲写了三封信，还发了一封电报。之后，吴有训才被允许重新回到实验室。
这事，很快被芝加哥大学的师生们传为佳话，并载入了芝加哥大学的校史。
从1923年起，吴有训和康普顿教授一起从事X射线散射光谱研究。1924年，他与康普顿合著《经过轻元素散射后的钼射线的波长》一文，引起了物理学界的极大关注。
1926年，吴有训发表了《在康普顿效应中变线与不变线的能量分布》和《在康普顿效应中变线与不变线的能量比率》两篇论文。这些研究结果，都雄辩地证实了康普顿效应的客观存在。
人们从理论与实践的结合上也不得不承认，光除了具有早已熟知的波动性外，从理论上讲还具有粒子性，但是到当时为止世界上还没有人能通过实践证明这种粒子性及其能量。如果解决了这一问题，那么，康普顿效应将成为发展量子物理学的核心，同时意味着，一个划时代的世界创举即将诞生在20世纪的20年代。
吴有训用了3个月时间，创造出一张被15种元素所散射的X射线光谱图。后来，吴有训将这张图纳入了自己的博士论文《论康普顿效应》之中。
这篇轰动世界、为中国赢得极高声誉的论文，至今仍保存在芝加哥大学的图书馆里，成为世界物理学史上光辉的一页。