汤姆孙模型

1897年，约瑟夫·汤姆孙突破性地从阴极射线中，发现了电子的存在。在这历史性的大发现之后，他认识到原子的道尔顿模型是错误的，原子可以分割；原子有带着负电荷的电子，可以从原子中移开。1904年，汤姆孙设计了原子的梅子布丁模型。这模型是由许多电子（那时，汤姆孙称之为粒子。虽然 乔治·斯托尼 （ 英语 ： George Johnstone Stoney ） 已建议称呼带负电荷的粒子为 电子 。），电平衡地悬浮移动于带正电荷的浓汤或云球里，就好像带负电荷的梅子分布于带正电荷的布丁里．这些粒子被认为分布于几个同心圆球面。

汤姆孙的论文发表於哲学杂志的1904年3月刊，那时候最权威的英国科学期刊。汤姆孙阐明 ：

在汤姆孙模型里，自由的移动于正价的布丁或云球之间的电子，为了要维持稳定平衡，会自动地移动于一个圆球面。这圆球面是一系列同心的圆球面中间的一个。假若，一个电子往外移动，离开圆球面，它会感觉到有一股力量将它往球心拉引，因为，在它所处的球面，内部会有更多量的正电荷（参阅高斯定律）。所以，它必定会稳定的移动于同一个圆球面。另外，电子与电子之间的排斥作用也提供了更多稳定效应。

每一个圆球面有其伴随的能量。电子从一个圆球面往内跃迁至另一个圆球面，会释放能量，因而会产生光谱。汤姆孙尝试将模型计算结果匹配几个重要的谱线，可是并没有得到显著的成功。虽然如此，汤姆孙模型（还有1904年长冈半太郎的半太郎模型，一个从麦克斯韦的土星环稳定理论得到的点子 ，模拟土星环的原子模型。）预告了后来更成功的，太阳系统似的玻尔模型。

卢瑟福模型

1909年，在欧尼斯特·卢瑟福的指导下，汉斯·盖革和 欧内斯特·马士登 （ 英语 ： Ernest Marsden ） 发射阿尔法粒子射束于很薄很薄，只有几个原子厚度的金箔纸。这就是著名的卢瑟福散射 。假若梅子布丁模型是正确的，由于正电荷完全均匀地散开，而不是集中于一个原子核，库仑位势的变化不会很大，通过这位势的阿尔法粒子，其移动方向应该只会有小角度改变。

然而，他们得到的实验结果与梅子布丁模型预测的结果不同，大约每8000个阿尔法粒子，就有一个粒子的移动方向会有很大角度的改变（超过90°）；而其它粒子都径直通过位势，方向没有任何改变。因此，汤姆森的梅子布丁模型被抛弃。

1911年，欧尼斯特·卢瑟福发表了卢瑟福模型 ，大多数的质量，都集中于一个很小的正价区域（原子核）；电子则包围在区域的外面。当一个（正价）阿尔法粒子移动到非常接近原子核，它会被很强烈的排斥，以大角度反弹。原子核的小尺寸解释了为什么只有少数的阿尔法粒子被这样排斥。

玻尔模型

1913年，尼尔斯·玻尔发表了玻尔模型。在原子内部，电子环绕着原子核作轨道运动，就像行星环绕着恒星作轨道运动。

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