湯姆森在卡文迪許實驗室發現了電子之後，並沒有絲毫的滿足。壹個更重要的問題在他的腦海裏盤旋：既然陰極原子會放出大量的電子，那麽，這些電子在物質的原子結構中壹定扮演了壹個很重要的角色。這種想法在當時可算得上是壹種創見，因為按照傳統的觀點，原子是壹個堅硬的實心小球，它裏面未必會有什麽新鮮玩藝兒。
1904年，湯姆森根據自己的實驗結果，又借鑒了別的科學家的研究成果，給原子王國描繪了這樣壹幅圖象：原子是壹個小小的球體，原子裏面充滿了均勻分布的帶正電的流體。球內還有若幹個電子，它們都在這種正電荷液體中，就象許多軟木塞浸在壹盆水裏壹樣，這些電子等間隔地排列在與正電球同心的圓周上，並以壹定的速度做圓周運動從而發出電磁輻射，原子光譜所反映的就是這些電子的輻射頻率。由於電子所帶負電荷的總和與電液體所帶正電荷總和相等，但符號相反，所以原子從外面看上去是中性的.在湯姆孫提出的這種原子模型中，電子鑲嵌在正電荷液體中，就象葡萄幹點綴在壹塊蛋糕裏壹樣，所以又被人們稱為“葡萄幹蛋糕模型”。
從經典物理學的角度看，湯姆森的模型是很成功的。它不僅能解釋原子為什麽是電中性的，電子在原子裏是怎樣分布的，而且還能解釋原子為什麽會發光。此外，從湯姆孫模型出發，還能估計出原子的大小約為壹億分之壹(10-8)厘米，這也是壹項驚人的成就。並且，湯姆孫還得出壹個結論:原子中電子的數目等於門捷列夫元素周期表中的原子序數，這個結論是正確的。因此，在壹段時間裏，湯姆森的原子模型得到了廣泛的承認。展現在人們面前的原子既不是壹個虛無縹緲的世界，也不是壹個簡簡單單的實心小球。原子是有質量(盡管很輕)、有大小 (盡管很小)、有內部結構的東西了。