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德国物理学者海因里希·赫兹于1887年发现，照射紫外线于电极可以帮助产生更多电花。这就是光电效应所产生的现象。包括约瑟夫·汤姆孙、菲利普·莱纳德在内的物理学者们，对于光电效应的做了很多理论研究与实验研究。

英国剑桥大学研究人员和伯明翰大学的同行合作完成了一项研究。公报称，电子通常被认为不可分。剑桥大学研究人员将极细的“金属丝”置于一块金属平板上方，控制其间距离为约30个原子宽度，并将它们置于近乎零度的超低温环境下，然后改变外加磁场，发现金属板上的电子在通过隧穿效应跳跃到金属丝上时分裂成了自旋子和穴子。

于1923年，沃尔特·海特勒Walter Heitler和弗里茨·伦敦Fritz London应用力学的理论，完整地解释清楚电子对产生和化学键形成的原因。于1919年，欧文·朗缪尔将路易士的立方原子模型cubical atom。加以发挥，建议所有电子都分布于一层层同心的（接近同心的）、等厚度的球形壳。

（这禁止多于一个电子占有同样的态的规则，称为泡利不相容原理）。这一组参数的个参数分别为主数、角数和磁数。第四个参数可以有两个不同的数值。于1925年，荷兰物理学家撒姆耳·高斯密特Samuel Abraham Goud***it和乔治·乌伦贝克George Uhlenbeck提出了第四个参数所代表的物理机制。他们认为电子，除了运动轨域的角动量以外