丁格方程并没有涉及到相对论效应。为了要涵盖相对论效应，必须将薛丁格方程加以延伸。1928年，保罗·狄拉克发表了狄拉克方程，其能够描述相对论性电子的物理行为，例如，电子自旋。为了要解释狄拉克方程式的自由电子解所遇到的反常的负能量态问题，他预言宇宙中存在有正电子，即电子的反粒子，与电子的质量相同，电性相反。1932年，卡尔·安德森做宇宙射线实验在云室的轨迹中发现了正电子。根据狄拉克理论，氢原子的两个formula_12与formula_13能态应该是简併态，不会有能量差值，然而，威利斯·兰姆与研究生于194