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1887年，海因里希·赫兹成功制成并接收到麦克斯韦所描述的电磁波。麦克斯韦将电学、磁学与光学统合成一种理论。1859年，德国物理学家尤利乌斯·普吕克将真空管两端的电极之间通上高压电，产生阴极射线。物理学者发现，阴极射线是以直线传播，但其传播方向会被磁场偏转。

在电导体中，电流由电子在原子间的***运动产生，并通常从电极的阴极到阳极。在半导体材料中，电流也是由运动的电子产生的。但有时候，将电流想象成从原子到原子的缺电子运动更具有说明性。半导体里的缺电子的原子被称为空穴（hole）。通常，空穴从电极的正极"移动"到负极。

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。