Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr (1885-1962) memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom.

     Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan tiga postulat, sebagai berikut

1.  Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan (orbit) tertentu. Lintasan (orbit) ini disebut dengan keadaan stasioner. Keadaan stasioner adalah keadaan elektron saat mengelilingi inti dalam suatu orbit. Dalam kondisi ini elektron mempunyai momen sudut kelipatan dari  -h/2π.

2.  Selama elektron berada dalam keadaan stasioner, energi elektron bersifat tetap meskipun elektron beredar mengelilingi inti.

3.  Selama bergerak mengelilingi inti, elektron dapat berpindah naik atau turun dari satu lintasan ke lintasan lainnya. Saat elektron berpindah ke lintasan yang energinya lebih tinggi, elektron akan menyerap sejumlah energi. Sebaliknya, saat elektron berpindah ke lintasan yang energinya lebih rendah, elektron akan memancarkan sejumlah energi. Energi ini berwujud sebagai cahaya. Besarnya energi yang diserap dan dipancarkan atau diemisikan dapat dihitung dengan persamaan Planck, yaitu: E = h x ʋ

     Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Salah satu kelemahan dari teori atom Niels Bohr, yaitu tidak dapat menjelaskan mengapa elektron hanya boleh berada pada tingkat energi tertentu. Pertanyaan itu baru dapat dijelaskan setelah Louis de Broglie, seorang ahli fisika dari Perancis, mengemukakan gagasanya tentang gelombang materi.

     Pada tahun 1924, Louis Victor de Broglie, mengemukakan hipotesis tentang gelombang materi. Menurut de Broglie cahaya dan partikel-partikel kecil, pada saat-saat tertentu dapat bersifat sebagai benda yang tersusun dari partikel, tetapi dapat pula sebagai gelombang yang dikenal dengan dualisme partikel gelombang. Hipotesis ini didasarkan pada hipotesis Planck dan Einstein.

Hipotesis de Broglie terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi seperti halnya sinar–X. Sebagai akibat dari dualisme sifat elektron sebagai materi dan sebagai gelombang, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. Gelombang  tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah tertentu.

Partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Fakta yang mendukung teori ini adalah petir dan kilat. Pernahkan Anda mendengar bunyi petir dan melihat kilat ketika hujan turun? Manakah yang lebih dulu terjadi, kilat atau petir?

Kilat akan lebih dulu terjadi daripada petir. Kilat menunjukan sifat gelombang berbentuk cahaya, sedangkan petir menunjukan sifat partikel berbentuk suara. Hipotesis de Broglie dibuktikan oleh C. Davidson an LH Giermer (Amerika Serikat) dan GP Thomas (Inggris).

Prinsip dualitas inilah menjadi titik pangkal berkembangnya mekanika kuantum oleh Erwin Schrodinger.