李书华1922年9月到北大，1926年担任系主任。他曾先后讲授一年级普通物理（包括物性、热学、热力学、声学）和物理实验，二年级普通物理（包括光学、电磁学）和物理实验，三、四年级近代物理（包括离子、电子、阳射线、Ｘ光与放射学），预科一年级物理等。并为一、二年级编写了《普通物理实验讲义》第一册（1923年由北大出版）。近代物理课程，他大部分选用居里夫人在巴黎大学上课内容，已走到当时物理学前沿。他与系里各位老师通力合作，以提高学生程度：
那几年我全部的精力，都给了北大物理系。同系的几位教授也都很合作。除授课外我终日在办公室或实验室工作。一方面充实功课内容，一方面为学生准备实验室的各种实验，同时准备在讲室讲授时的指示实验。目标在提高学生程度，使学生毕业时有充分的基本知识。
按照李书华的说法，当时北大物理系本科毕业生水平比美国本科高，比硕士稍低。在他们的精心培养下，当时北大物理系也培养了不少人才，如钟盛标、王普、岳劼恒、赵广增等。
2. 物理“第一系”，开始名不副实
可惜好景不长。首先是系主任颜任光1924年休假游欧，在卡文迪许实验室再次感受到物理实验仪器的重要性，归国后不再回北大，转而从事科学仪器的生产与制造。
更为重要的是，自五四运动以来，北京教育界一直风潮不断，政府又时常拖欠薪水（甚至一年领不到5个月），两者之间相互影响激荡，致使动荡不已，教授们纷纷离职他往，北京大学自然也深受其害。南京国政府成立初期，大学区制度的试验，造成蔡元培与李石曾的派系冲突，更加剧了北大的不稳。1926年底丁燮林离开北大，参与筹建中研院物理所；1927年何育杰转任东北大学物理系主任，温毓庆也离系他就；1928年杨肇燫离开加入中研院物理所。两三年间使系主任李书华几乎成为孤家寡人，只得依靠外校兼任讲师和本校青年教师。
他回忆说，在此期间“不但不能进一步进行科学研究，即维持各门功课的照常上课，及实验室的实验照常进行，已感困难万分”。1929年，李书华也离职去主持中法大学并筹办北平研究院。夏元瑮回国救火接任主任，聘请张贻惠、文元模为教授（此时龙际云为副教授，张珮瑚为讲师）。这些人与前面一批教师相比，学术水准完全不可同日而语。教授张贻惠、文元模都是留日学生，也都未曾获得学位。夏元瑮也深知他们自身的缺陷所在，也与李书华一样大力借重清华大学的教授，吴有训（讲授近代物理及实验、X光及放射学）、萨本栋（讲授普通物理）、周培源（讲授电子论及相对论）、黄子卿（讲授热力学）等曾来系兼课。
正当北大物理系高水平师资队伍星散，教学水准受到极大损害，地位大为降低之时，其他学校的物理系却蒸蒸日上，其中最为特出是同处北京的清华大学。与一直处于风雨飘摇中的北大不一样，清华有稳定庚款作为后盾，也一直将促进中国科学发展作为己任。1929年，清华大学设立理学院，其目的除造就人才而外，还要使清华成为科学研究中心。清华物理系成立于1926年，系主任叶企孙，有教授梅贻琦，教员赵忠尧、郑衍芬，助教施汝为等。到1929年时，教授除叶企孙外，还有吴有训、萨本栋、周培源。其后，赵忠尧、任之恭等又相继加入。这一师资队伍，与北大1920－1925年最为鼎盛时期相比，其水准也高出不少。当然，清华在物理实验设备的购置与装备上，也比北大物理系精良不少。
更为重要的是，正如李书华所言，一个大学对科学的任务有三，一为科学教育，一为科学研究，一为科学应用。但他一辈物理学博士回国者，无论是胡刚复之于东南大学、饶毓泰之于南开大学、叶企孙之于清华大学物理系，都仅仅尽到了“科学教育”的工作，于其他两方面特别是科学研究毫无作为。到1930年左右，清华大学物理系教授们已经有不少科研成果在国际学术界发布，显示出科学本土化的成效，还培养出王淦昌、周同庆、施士元、冯秉铨、龚祖同等杰出学生，而北大物理系主事者还是夏元瑮、张贻惠这样的老一辈纯粹物理教育工作者。除清华而外，燕京大学、中央大学等校物理系也超过了正走下坡路的北大。北大物理系的发展到了必须改弦更张的关键时期。