本世紀初,拉塞福的原子模型,描繪出帶負電的電子圍繞著帶正電的原子核作圓周運 動。但是從電動力學的理論,卻無法自圓其說,因為電子在環繞著原子核運動時,依照電 動力學應發出電磁幅射。為了解釋拉塞福的原子模型,丹麥年輕物理學家波耳乃合併了蒲 朗克的量子學說與上述的原子模型。

  波耳倡議電子在特定的層殼內運動,也就是在特定分隔的能階上運動並不會發出電磁 輻射。只有當電子由較高的能階躍遷(掉落)至較低能階時會發出電磁輻射,而由較低的能 階躍遷(提昇)至較高能階時則會吸收電磁幅射。上述躍遷所發出或吸收的輻射能量必須等 於電子在初始能階和最後能階兩者之間的能量差。這也可說明為何原子只吸收某些波長的 輻射。愛因斯坦稱讚波耳的成就為在思維的領域裡達到最美妙的境界。在1922年,波耳榮 獲諾貝爾物理獎。

  後來,德布格利與許勒丁格描述電子為一駐波而非粒子這可解釋為何波耳的電子可在 特定的能階運動而不會發出幅射。因而導致波耳聞名的互補原理,即電子可視為二個互相 獨立自主但卻具相同效力的模型:粒子或波。波耳在後來又假設:入射的粒子如何撞擊一 原子核而產生一個處在激發態的複核。這種觀念終於形成他的原子核液滴模型,提供梅特 納和弗利希解釋核分裂的理論基礎。