J.J. Thomson (J.J. Tamsın) 1879 yılında cam tüplerin içerisindeki gazlara elektrik akımı uygulamış ve tüpün içinde bazı ışınların varlığını tespit etmiştir. Thomson bu taneciklerin negatif yüklü tanecikler olduğunu ve her atomun yapısında bulunduğunu belirtmiştir. Thomson bu çalışmaları ile atomun yapısındaki elektronları keşfetmiştir. Ayrıca atomun nötr olmasından dolayı pozitif yüklü yapınında olduğunu düşünmüştür.
Thomson atomu, pozitif yüklü bir küre içindeki negatif yüklü tanecikler olarak düşünmüştür. Bu model üzümlü kek modeli olarak anlatılabilir. Üzümlü kekin hamuru pozitif yüklü, üzümler ise negatif yüklü taneciklerdir. Thomson yaptığı çalışmalar sonucunda aşağıdaki varsayımları içeren atom modelini geliştirmiştir.
- Atomun yapısında negatif yüklü tanecikler vardır.
- Atom nötr olduğu için negatif yüklü tanecikler pozitif yüklü küre içinde rastgele dağılmışlardır.
- Küre biçimindeki atomların yarıçapları yaklaşık 10–8 cm’dir.
Thomson atomun yapısında bulunan pozitif yüklü tanecikleri deneysel olarak belirleyemediği için üzümlü kek benzeri bir model geliştirmiştir. Ancak bir süre sonra Thomson’a “Negatif yüklü elektronlar tanecik yapısında olduğu hâlde pozitif yük neden ve nasıl kesiksiz olarak atomun kalan hacmini doldurabiliyor?” sorusu sorulmuştur. Thomson ile birlikte çalışan E. Rutherford (E. Radırford), geliştirdiği alfa (α) taneciklerinin saçılması deneyinde bu sorulara cevap aramıştır.