Le premier chapitre a été consacré à l’étude des échanges d’énergie entre le rayonnement électromagnétique et la matière. Ce nouveau chapitre concernera l’architecture interne de l’édifice atomique.
Modèle statique de J. J. Thomson.
Des travaux antérieurs ont fourni la preuve que l’atome représente un système neutre et complexe constitué d’électricité positive et de grains d'électricité negative appelés électrons. Mais la distribution de cette charge au sein de l’atome restait encore inconnue. Aux premiers stades du développement de la théorie de la structure atomique on prétendait que tout système se trouvait à l’état statique. Pour représenter les électrons comme des particules en équilibre il a fallu supposer que l’électricité positive était répartie de façon uniforme dans une sphère (représentant l’atome) de rayon de l’ordre de 10-8cm. Alors que les électrons évoluaient dans ce nuage d’électricité positive. Ce modèle développé par J. J. Thomson a permis l’explication de l’émission de lumière par l’atome, comme étant le résultat des faibles oscillations des électrons autour de leur position d’équilibre. 
Le détail des hypothèses et résultats de ce modèle seront traités dans les séances de travaux dirigées.
Modèle planétaire.
L’expérience réalisée en 1911 par Rutherford a été une des étapes les plus importantes dans l’histoire de la physique atomique. L’expérience était destinée à tester la répartition des charges électriques à l’intérieur des atomes. Dans les premières années du siècle dernier, on avait une idée du numéro atomique Z, c'est-à-dire du nombre d’électrons contenus à l’intérieur de chaque atome. Pour assurer la neutralité électrique de l’atome dans son ensemble, il fallait bien supposer qu’il contenait aussi la charge positive Ze. Mais on pouvait imaginer différents modèles pour la répartition à l’intérieur de l’atome de cette charge positive. C’est pour trancher entre ces différents modèles, que Rutherford proposa l’expérience de diffusion de particules formula_1. 
Expérience de Rutherford.
L’expérience consiste à bombarder une mince feuille métallique avec les particules formula_1 émises par un corps radioactif : les particules traversent la feuille métallique, mais ils sont diffusés. 
Les particules formula_1 ne pouvant pas passer entre atomes ont passés à l’intérieur même de l’atome. L’atome est en partie vide. La charge positive responsable de la diffusion est concentrée dans un noyau au centre de l’atome.
La comparaison entre les mesures de sections efficaces expérimentales, et celles calculés en tenant compte de l’hypothèse du noyau atomique (dont le calcul sera vu en cours de physique nucléaire) ont confirmé l’hypothèse de la concentration de la charge positive dans un noyau de l’ordre de formula_4 à formula_5 . Ceci a permis d’abandonner le modèle statique.
Problème de Kepler.
Rutherford ayant apporté la preuve de l’existence du noyau atomique, on va étudier le mouvement de l’électron gravitant autour du noyau de charge Ze (système hydrogénoïde), supposé de masse si grande par rapport à celle de l’électron que ce noyau peut être pris pour un centre immobile.
L’électron est soumit à la force d’attraction coulombienne : formula_6 , ( formula_7 : vecteur unitaire), qui est la principale force agissante sur l’électron.
Le principe fondamental de la dynamique (P.F.D) donne :
formula_8</br> 
Cete force dérrive du potentiel électrostatique :formula_9 
L’énergie potentielle est donnée par : formula_10 
Dans ces conditions le problème devient identique à celui du mouvement des planètes autour du Soleil et c’est pourquoi on l’appelle problème de Kepler.
La force de coulomb étant une force centrale, le moment cinétique est constant et le mouvement de l’électron est plan. Considérons r et formula_11 les coordonnées polaires de l’électron dans ce plan de mouvement.
L’énergie totale de l’électron est donné par :
 , (Conservation de l’énergie totale)

(3)  
(2)  
La relation (4) montre que l’énergie de l’électron pour la charge considérée dépend uniquement du demi grand axe de l’orbite et indépendant de l’excentricité : toutes les orbites ayant même grand axe a possèdent la même énergie.
Si la vitesse aréolaire de l’électron est égale à c, , alors au cours de la révolution complète T le rayon vecteur balayera une aire S=cT.
Par ailleurs la vitesse aréolaire peut être exprimée en fonction du moment cinétique c=L/2m. Or : L=P donc
D’autre part, l’aire S de l’ellipse de demi axes a et b se définit par 
Car . Ce qui donne : (5).
La relation (2) permet de donner : (6)
D’après l’électrodynamique classique chaque électron possédant une accélération doit rayonner de l’énergie de façon continue, la fréquence de la radiation émise étant égale à la fréquence mécanique du mouvement de la particule. Cette fréquence est donc telle que :
Si l’électron émet un rayonnement lors de son mouvement son énergie doit diminuer de façon continue, le mouvement de l’orbite doit décroître continuellement et par conséquent la fréquence de la radiation émise doit croître de façon continue donnant naissance à un spectre continu et à l’impossibilité d’états stationnaires et donc à un système instable.
E diminue  -E augmente 1/a augmente  a diminue  l’électron s’approche du noyau
L’électron finira donc par tomber sur le noyau, on a donc un système instable.
on s'aperçoit finalement que l"expérience de Rutherford montre que JJ thomson st parti d'une hypothèe completement fausse , et par consequent le modèle planetaire amené par rutherford il a completement demoli le modele de thomson.
Le modèle de Bohr.
 L’expérience de Rutherford a démoli le modèle de Thomson en donnant la preuve de l’existence du noyau et elle a préparé le terrain pour Bohr pour élaborer son modèle. Bohr avait compris que le modèle planétaire partant d’une hypothèse confirmée expérimentalement conduit à un système instable, et le modèle doit donc être complété sans rejeter ses propos. Bohr il avait déjà interprété les raies spectrales en termes de niveaux d’énergie des atomes, à l’aide de la loi : . Et il connaissait aussi l’expression de la longueur d’onde émise du spectre de l’hydrogène relié par la relation expérimentale de Balmer-Rydberg :
De cela Bohr il a eu l’intuition d’introduire l’idée de quantification du moment cinétique, l’hypothèse essentielle dans son modèle conduisant aux orbites stationnaires.
Les postulats de Bohr.
 L’atome d’hydrogène est constitué dans le modèle de Bohr par un électron décrivant un cercle ayant pour centre le noyau supposé fixe.
Bohr postule que :
 a- L’électron à un mouvement circulaire uniforme.
 b- Les seuls orbites permises pour l’électron sont celles pour lesquels le moment cinétique satisfait à : .
 c- L’atome rayonne seulement lorsqu’il saute d’une orbite à une énergie supérieure Ei vers une orbite à une énergie inférieure Ef telle que : Ei- Ef = hif, if étant la fréquence de la radiation émise.
Développement du calcul.
Noyau fixe.
1°) soient me la masse de l’électron,-e sa charge et sa vitesse.
La force d’attraction coulombienne : , ( : vecteur unitaire) est la principale force agissante sur l’électron.
Le principe fondamental de la dynamique (P.F.D) donne :
 par projection sur on obtient : 
ce qui donne : 
 ce qui conduit à : 
donc l’énergie cinétique 
 dérive du potentiel électrostatique 
( en effet : 
L’énergie totale sera donc : 
L’énergie totale est négative, elle correspond à des états liés de l’électron.
Une énergie totale nulle correspond à r=+ l’électron est très loin du noyau et donc de l’attraction du noyau, l’électron devient libre et l’atome se trouve donc ionisé. 
2°) D’après l’électrodynamique classique chaque électron possédant une accélération doit rayonner de l’énergie de façon continue, la fréquence de la radiation émise étant égale à la fréquence mécanique du mouvement de la particule. Cette fréquence est donc telle que :