في عام 1900م قدم لنا بلانك تعريف الطاقة المكممة energy quantum لاشتقاق صيغة لطاقة شعاع ذي تردد معين المنبعث من وحدة الحجوم لجسم الأسود عند درجة حرارة معينة ،
و كانت هناك صيغتان سابقتان صدقتهما التجارب إحداها تتناول الترددات العالية والأخرى الترددات المنخفضة، و قد استطاع بلانك باستخدام فرض تكميم الطاقة الوصول لقانون يناسب جميع الترددات.
و كان المبدأ الذي وضعه أن طاقة الأشعة الكهرومغناطيسية تنبعث و تمتص على شكل كمات منفصلة بطاقة تتناسب و تردد الإشعاع
و من هنا نجد أن
E= hv
و افترض أن هذه الإشعاعات تنتشر بعد ذلك على كل موجات كما تنص على ذلك القوانين الكلاسيكية .
التطور الثاني حدث على يد أينشتين عام 1905 و الذي أشار إلى أن التأثيرات التي يحدثها الضوء في التجارب يمكن تفسيرها بافتراض أن الضوء له خاصية جسيمية، و افترض أن الضوء يتكون من جزيئات منفصلة تتحرك بسرعة الضوء أطلق عليها فيما بعد الفوتونات .
و في عام 1911 اقترح رذرفورد نموذج للذرة افترض فيه أن الذرة لها شحنة موجبة في مركزها (النواة) و الذي تتركز فيه معظم الكتلة ،
و هذا المركز محاط بانتشار منتظم لطاقة سالبة تعادل شحنة النواة،
و لكنه افترض أيضا إمكانية أن تكون الشحنة السالبة ليست موزعة بانتظام و لكن قد تتركز في الإلكترونات .