1903年，湯姆遜提出他的原子結構模型。他指出：原子是一個小球體，正電荷均勻分布在球體内部，帶負電的電子鑲嵌在球體上，這些電子在平衡位置做簡諧振動。這就是著名的湯姆遜原子結構模型。
1911年，為了解釋當時的α 粒子散射實驗，盧瑟福提出了他的原子結構模型。他指出，原子中帶正電的原子核體積非常小，但占原子質量的絕大部分，電子繞着原子核旋轉，所占空間比較大，這被稱為原子核式結構模型。
這種模型類似于行星繞太陽旋轉，它成功的解釋了α 粒子散射實驗，一度被認為是非常成功的原子結構模型。直到現在，中學教材中也是以這種模型為主。
随着量子力學的發展，人們逐漸發現盧瑟福原子結構模型也有許多解釋不了的現象。
1913年，玻爾提出了著名的玻爾原子模型。玻爾将量子概念應用到了盧瑟福原子模型中。他指出，電子隻能在一些固定的軌道上運動，越外層的電子能級越高，隻有在電子從一個能級躍遷到另一個能級時，才會輻射。
玻爾的成功，在于他接受了量子力學觀點，提出了原子結構的量子化觀點。指出電子軌道是量子化的，電子自旋角動量是量子化的。
由此可見，原子結構是在解釋當時實驗現象的假設中一步一步進化而來的，每一個結論在當時來說當時巨大的進步。科學也是在這樣的探索中一步步前進的。
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