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1897年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·约翰·汤姆森重做了赫兹的实验。使用真空度更高的真空管和更强的电场，他观察出负极射线的偏转，并计算出负级射线粒子（电子）的质量-电荷比例，因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖。

1、电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布。2、每层多容纳的电子数为2n2个（n代表电子层数）。3、外层电子数不超过8个（层不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。4、电子一般总是尽先排在能量的电子层里，即先排层，当层排满后，再排第二层，第二层排满后，再排第三层。

终，耗尽能量的电子将会一头撞上原子核（就像能量耗尽的人造终会进入地球大气层）。于1913年，尼尔斯·玻尔提出了玻尔模型。在这模型中，电子运动于原子核外某一特定的轨域。距离原子核越远的轨域能量越高。电子跃迁到距离原子核更近的轨域时，会以光子的形式释放出能量。

同时，反电子和正电子对也在大规模地相互湮灭对方，并且发射高能量光子。在这短暂的宇宙演化阶段，电子，正电子和光子努力地维持着微妙的平衡。但是，因为宇宙正在快速地膨胀中，温度持续转凉，在10秒钟时候，温度已降到30亿K，低于电子-正电子创生过程的温度底限100亿K。