1897年，湯姆孫通過實驗證明，可以從帶正電的離子中提取稱為電子的微小帶負電粒子。很明顯原子并不是不可繼續再分的，1904年湯姆孫提出了一個原子模型，他認為原子是由均勻分布在整個原子中的一些帶正電的物質形成的，而帶負電的電子則像葡萄干布丁一樣嵌入在原子內部。

然而，該模型并非沒有問題。雖然可以推導出嵌入在帶正電介質中的靜止電子的一些穩定配置，但他懷疑是原子內部電子的運動決定了磁性材料的特性，然而他的模型沒有能力解釋原子內電子的運動。

盡管盧瑟福的模型比湯姆孫的模型有顯著改進，但如果認為電子存在，它就會受到自身問題的困擾：在原子核周圍的空間中，它們到底在做什么？它們不能只是靜止不動，因為帶正電的原子核和帶負電的電子之間的靜電吸引力肯定會導致電子被拉入原子核。

所以電子到底處于一個什么樣的狀態？回答這個問題需要將舊的經典電磁學思想與新發展的能量量子化思想結合起來。玻爾認真對待了這一想法，并假設為了使原子穩定，必須存在圍繞中心核運行的電子的穩定構型，并且這些穩定的軌道應該總體上取決于普朗克常數。此外，他建議這些穩定狀態之間的躍遷將導致離散能量光子的發射。

玻爾的開創性工作集中在最簡單的原子氫上，將量子引入原子不僅有助于穩定原子，而且也有助于解釋氫原子的發射光譜。但不僅僅是氫原子可以使用玻爾模型來解釋，能級和電子躍遷的基本概念最終將解釋元素周期表中所有已知元素的發射光譜。玻爾也因此獲得了1922年的諾貝爾物理學獎。

玻爾模型的成功當然是非常驚人的，但模型所基于的假設“角動量量子化”條件從何而來？以及能級之間電子躍遷背后的機制是什么？這些問題的答案將不得不等待1920年代初薛定諤、海森堡、狄拉克等人的開創性工作。